Laboratory Experiment of Two-layered fluid in a Rotating Cylindrical container

원통형 이층유체의 회전반 실험

  • Published : 1993.03.01

Abstract

A right cylindrical tank with sloping bottom and top (${\beta}-effect$) is filled with two-layered fluid and is put on the rotating table. External fluid of same density as the lower-layer fluid is continuously injected to drive the lower-layer current. By minimizing the interfacial stress between two layers the motion in the lower-layer deformed the shape of interface such that the upper-layer adjust itself to the variations of the interface in terms of its direction of flow patterns .The most significant parameter is the internal Froude Number($F_1$) and when $F_1$ is greater than 6 two-cellular circulation of the upper-layer changes its direction, there by creates a separation of Western boundary current. The separation position moves to the most northward when $F_1$ equals to 6.

회전반 위에서 상하경계면이 경사진 (${\beta}-effect$) 원통용기에 이층유체를 만들어 하층에 같은 밀도를 갖는 외부유체를 주입하여 경계면 변형에 따른 상층유체의 흐름을 관찰하였다. 상하층유체간의 경계면마찰을 최소화하여 하층유체운동(Sverdrup type) 에 따른 경계면의 변화에 적응하기 위한 상승유체 흐름은 internal Frounde Number($F_1$)에 민감하게 반응함을 보인다. 특히 $F_1$값이 6이상인 경우에는 상층유체운동 특성인 두 개의 폐쇄순환의 방향이 반대가 되어 서안경계류의 분리현상을 나타내고 있다. 서안에서의 분리 지점 역시 $F_1$값에 의존하며, 특히 $F_1{\;}~{\;}6$인 경우 가장 북쪽에서 분리되는 현상을 보였다.

Keywords