А. Е. Кориненко1, *, В. В. Малиновский1, В. Н. Кудрявцев1,2, В. А. Дулов1

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия

*E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Цель. Цель работы  исследовать геометрическое подобие обрушений ветровых волн в натурных условиях, оценить константу Дункана, связывающую диссипацию волновой энергии, обусловленную обрушениями, с распределением длин гребней обрушивающейся волны.

Методы и результаты. Натурные исследования характеристик обрушений проводились со стационарной океанографической платформы, расположенной в Голубом заливе в районе пгт. Кацивели. Геометрические размеры активной фазы обрушений, скоростей и направлений их движения определялись по видеозаписям морской поверхности. Одновременно с видеозаписями регистрировалась метеорологическая информация, а также измерялись характеристики поверхностного волнения. Всего было получено 55 видеозаписей морской поверхности длительностью от 40 до 60 мин каждая. Измерения проводились в широком диапазоне метеорологических условий и параметров волнения (скорость ветра варьировалась от 9,2 до 21,4 м/с, возраст волн менялся от 0,2 до 1,2).

Выводы. Установлено, что плотности вероятности отношения максимальной длины обрушения к длине обрушивающейся волны, полученные в различных ветровых и волновых условиях, подобны. Средняя величина этого отношения равна 0,1. Построены распределения суммарной длины обрушений в интервалах скоростей движения на единице поверхности. Показано, что экспериментальные оценки зависимости этих распределений от скорости ветра и скорости движения обрушения соответствуют теоретическим предсказаниям О. М. Филлипса (1985 г.), при этом зависимости от возраста волн не обнаружено. Получены количественные характеристики связи распределения длин обрушений с диссипацией энергии. Оценена константа Дункана, которая оказалась равной 1,8·10-3 и не зависящей от параметров состояния волнения и атмосферы.

Ключевые слова

обрушения ветровых волн, диссипация энергии, натурные исследования, спектр ветровых волн.

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме 0827-2019-0003 «Фундаментальные исследования океанологических процессов, определяющих состояние и эволюцию морской среды под влиянием естественных и антропогенных факторов, на основе методов наблюдения и моделирования». В. Н. Кудрявцев отмечает финансовую поддержку гранта Российского научного фонда № 17-77-30019.

Для цитирования

Статистические характеристики обрушений и их связь с диссипацией энергии ветровых волн по данным натурных измерений / А. Е. Кориненко [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 5. С. 514–531. doi:10.22449/0233-7584-2020-5-514-531

DOI

10.22449/0233-7584-2020-5-514-531

Скачать статью в PDF-формате