内波吸引子几何形成条件及其对声场的影响

摘要

特定海洋环境会产生内波吸引子现象,从而诱导等温面的波动,形成特殊的声速梯度场。对内波吸引子产生条件进行研究,对开发新型水下航行器的通信和隐蔽方式具有积极意义。地形条件是引发内波吸引子形成的要素之一。文中基于有限体积法研究了二维重力场作用下不可压缩粘性盐溶液中,形成稳定内波吸引子的几何约束条件,并依据声速与温度的关系,通过引入温度场控制方程,研究了内波吸引子对声速场和声速梯度场的影响。研究表明,对于近直角梯形截面的峡谷区域,当存在微小扰动时,海洋中会产生内波,经多次反射后形成内波吸引子;当峡谷水面宽度和深度比在1~1.3范围内,存在可形成稳定的内波吸引子特定梯形截面,同时声速梯度场也呈现出四边形构型,可为水下航行器提供特定的通信和隐蔽空间。