3.
\ begingroup美元

我目前正在芬迪湾(Bay of Fundy)研究潮汐共振的流体动力学模型(相对简单),芬迪湾以其打破世界的潮汐范围而闻名(平均15米,而历史记录是1869年的21.6米)。经过一番努力,我成功地计算出了M2美元东北方向水平潮力分量的周期分量(半日分量);从芬迪湾的地图上看,我得到的印象是,芬迪湾水域的纵向轴大约是朝北45度向东,所以它是在东北方向(北方和东方都是45度)。

在计算过程中,我对相关尺寸取了如下值:

  • 月球轨道相对于黄道的偏斜5美元度。
  • 相对于黄道垂线的地轴的偏斜$ 23.5美元度。
  • 芬迪湾的纬度45美元度。

如果只考虑月球潮汐力(不考虑太阳潮汐力),结果是:

$ $ T_ {NE} = \ \文本识别裂缝分析{3 gm_ \{月亮}R_ \文本{地球}}{2 l ^ 3} \ cdot 0.473 \ cos(\压裂{2 \π}{\δT_ \识别文本{潮}}t), $ $

在哪里$\Delta T_\text{tide} = 12 \text{h} 25 \text{m}$

现在,我想用东北潮汐力作为强迫函数的强迫谐振子模型来估计芬迪湾垂直水域的水平运动。在阻尼参数可忽略的假设下,根据强制谐振子的解,得到结果为:

$ $ \δx = \压裂{\压裂{3 gm_ \{月亮}R_ \文本{地球}}{2 l ^ 3} \ cdot 0.473}{\ω^ 2 _ \文本{潮}-文本\ω^ 2 _ \{假潮}}$ $

在海湾入口处,水切片的水平平移及其深度和宽度决定了流入海湾的水量,再加上海湾的长度,人们就可以得到海湾狭窄部分(潮汐达到顶峰的地方)潮汐范围的粗略近似值。

我的问题是如何获得海湾几何尺寸及其共振周期的准确数据-进行估计$\Delta T_\text{seich}= 12\text{h} 40 \text{m}$给出的潮差值太低-它只相当于大约3美元米!此外,根据维基百科,在每个潮汐周期的水量约为\ m ^ 3 100000000000美元流入海湾;如果我们将此与海湾入口处的水深(200美元\ m)和嘴的宽度({公里}$ 52美元\ \文本),我们可以得出这样的结论:垂直的一片水的水平运动(振幅是它的两倍)大约是文本\ \{公里}$ 9.5美元,比我公式的结果大得多。此外,海湾(狭窄部分)的峰值深度平均潮流速度约为$4.5\ m/s $,如果我们把它与$\ x \cdot \omega_{tide}$比它大了大约50-60倍(如果我们也考虑到海峡变得更窄更浅的事实,仍然要大得多)。

因此,作为检验这个模型的第一步,我想要得到芬迪湾的精确几何尺寸数据:

  • 芬迪湾的确切长度是多少?我指的是海湾的长度和共振特性。我问这个问题是因为不同的来源之间有不一致的地方——大英百科全书说它长151公里,另一个来源说它长220公里,另一个来源说它长290公里,我甚至发现一个来源说它长400公里。
  • 海湾入口处的水有多深?海湾的平均深度是多少?
  • 我知道这在实验上不是一个容易回答的问题,但是海湾的共振周期(seiche周期)是多少?如果有人能帮我找到共振周期的好资料我会很高兴。

最后,如果问题不在于网络数据的准确性,我想知道我的模型有什么缺陷。

\ endgroup美元
9
  • \ begingroup美元 你的模型包括海湾周围港口的位置和潮位吗?实际当然,录音可能比“只是”预测一个潮汐图更好关于洛恩港的事。 \ endgroup美元
    - - - - - -梧桐树下
    2021年5月30日21:15
  • 1
    \ begingroup美元 @Buttonwood -在我的模型中,我将总潮差分为两部分:1。“全球”潮差-海水在海湾周围上升(没有共振效应),我假设是大约1米,而共振部分是通过我的帖子中概述的程序计算出来的,仅等于约2米。如果我们考虑到海湾变得更窄(比例约为1比3),它可能会增加两倍(因此潮差应该是5米),但它仍然远离常规测量(约14米)。 \ endgroup美元
    - - - - - -user2554
    2021年5月30日21:34
  • \ begingroup美元 只是一个评论:开阔海域的海啸波浪没有那么高,有时1-2米,当它们到达海岸时,它们会上升到壮观的10 - 15米。你的简化模型提供的3米是否考虑到了这样的影响?Ps:如果你能在评论中提供这样潮水的图片,我会很高兴:)! \ endgroup美元
    - - - - - -EarlGrey
    2021年6月1日5:07
  • 2
    \ begingroup美元 @EarlGrey -在我的模型中,我没有考虑海湾水域变浅的影响,谢谢你的评论。无论如何,我相信这是一种边际效应——世界上有许多浅水海岸,但只有那些具有共鸣效应的海岸经历了潮汐的放大。我认为这种效应可能会进一步放大潮汐。与此同时,我发现了一篇文章,说潮汐力的M2分量不是唯一与海湾共振的分量——还有一个额外的N2分量。 \ endgroup美元
    - - - - - -user2554
    2021年6月1日12:47
  • \ begingroup美元 这种潮汐的图片可以在维基百科的文章“潮汐共振”中找到en.m.wikipedia.org/wiki/Tidal_resonance \ endgroup美元
    - - - - - -user2554
    2021年6月1日12:49

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