مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران فیزیک زمین و فضا 2538-371X 33 3 2007 10 23 An experimental study of turbulent mixing near a density interface بررسی تجربی اختلاط تلاطمی نزدیک یک مرز چگالی 1 1 19310 FA عباسعلی علی‏اکبری‏بیدختی فاطمه مالکی‌فرد مسعود خوش‌سیما Journal Article 2017 10 31 The entrainment of a stably stratified layer into a turbulent mixed layer in a confined region has been studied in the laboratory for different Richardson numbers, Ri. The results include direct observation of turbulent characteristics and density measurements using two high precision salinity meters. The measurements include turbulence intensity, scale of eddies near the interface and energy spectrum of turbulence. For the step density profile we found a Ri-1 dependence for entrainment speed which is in accordance with the result of others. This changes to Ri-1.3 when the bottom layer has a linear density profile. In this case the internal waves generated at the interface propagate into the stratified fluid that may influence the entrainment process. In these experiments we find that the modal structure of these waves appears to interact with the turbulence processes near the interface creating a non-uniform entrainment rate usually in steps. This may be related to the vertical wave number of the dominant wave which is dependent on the depth of the stratified layer as well as the horizontal cross section of the tank. These are effects that have been considered for the first time here. در این مقاله یک بررسی تجربی روی فرایند اختلاط نزدیک مرز چگالی (بین شور و شیرین) در آزمایشگاه صورت گرفته است. نتایج عمدتاً شامل مشاهده مستقیم سرعت پدیده درون‌آمیختگی و ساختار تلاطم است. همچنین با استفاده از دو شوری‌سنج الکتریکی دقیق با پاسخ مطلوب، پارامترهای تلاطم نزدیک مرز، ازجمله شدت تلاطم، مقیاس‌های پیچک‌های تلاطمی و طیف تلاطم اندازه‏گیری شده‏اند. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش ، ساختارهای پیچکی تلاطم نزدیک مرز چگالی به شدت تغییر شکل می‏دهد و به ویژه در های زیاد، مقدار قابل ملاحظه‏ای از انرژی تلاطم، صرف ایجاد امواج درونی می‏شود. تغییرات درون‌آمیختگی به بستگی دارد که با نتایج دیگران همخوانی خوبی دارد. در حالتی که لایه پایین مرز دارای چینه‌بندی چگالی خطی است، این وابستگی به‌صورت است که احتمالاً به انتقال بخشی از انرژی تلاطم به صورت امواج درونی به پایین مرز، مربوط می‌شود. در این حالت آهنگ درون‌آمیختگی با زمان نیز، یکنواخت نیست که این خود یکی دیگر از نکاتی است که تا کنون به آن نپرداخته‌اند. https://jesphys.ut.ac.ir/article_19310_1683c30db91283155060d1b8a7cb807a.pdf