كاربست روش‌هاي رياضي براي مطالعه ساختار جريان خروجي روي تنگه‌ها

Using of mathematical method for studying the structure of Outflow on strait

با توجه به اهميت جريان‌هاي خروجي روي تنگه‌ها در درياهاي ايران مطالعه جريان‌هاي گراني و اثرات آن روي آب‌هاي اطراف از اهميت بالايي برخوردار است. با توجه به اين مهم كه داده‌هاي سرعت سنجي آب‌هاي ايران بسيار كم بوده و داده‌ها محدود به شوري و دما است به‌منظور مطالعه ساختار جريان‌هاي خروجي بايد از روش‌هاي رياضي كمك گرفت تا پديده‌هاي فيزيكي ناشي از آن را موردمطالعه قرارداد، ازاين‌رو اين پژوهش به اين مهم مي‌پردازد. در ابتدا بر اساس معادلات تكانه و حلي بر اساس اكمن معادلات سرعت به‌دست‌آمده و به كمك آن معادلات تاوايي و معادلات خط جريان و مسير حركت به دست آمد. نتايج نشان مي‌دهد كه در مرز دولايه تاوايي كاملاً هم‌اندازه و در جهت مخالف مي‌باشد كه شرايط لازم براي ناپايداري لايه دوم و ايجاد پديده entrainment مي‌شود كه با تحليل ابعادي با مدل‌هاي قبلي تاوايي به ضريب entrainmentمربوط و ضريب ثابت آن‌ها حدود 0.0003 تخمين زده شد. با توجه به نياز به داده‌هاي مشاهداتي روابط به‌دست‌آمده براي جريان سرريز تنگه دانمارك بكار گرفته‌شده تا اعتبار سنجي شود كه نتايج در توجيه رفتار جريان خوب ولي در نشان دادن جزئيات درست عمل نمي‌كند كه مربوط به پيچيدگي‌هاي مسئله مي‌باشد. بررسي‌ها نشان داد كه مسير حركت ذرات بافاصله از مرز دولايه شعاع مسير حركت آن ها كوچك و كوچك‌تر مي‌شود كه به دليل جمله e-z/δ برمي‌گردد.

Physical properties of gravity current plays an important role in the deep circulation of ocean and Sea. This study investigates the structure of outflow gravity current based on a mathematical method. In this paper ADCP and CTD data which are collected for the Denmark Strait, are used. Due to momentum equation and Ekman layer the velocity is calculated in different depth. The vorticity and particle path equations are presented and plot graphs for both of them. The results show that there is an instability between two layers because vorticity direction near border of two layer are different. Because of a relationship between vorticity and entrainment the coefficient is calculated to be about 0.0003. Results illustrate that far from near border of the two layers, the particle paths radius reduce.