Нелинейные волны и турбулентность в прибрежной зоне о. Коса Тузла

В.З. Дыкман✉, В.А. Иванов, В.М. Кушнир

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

✉ e-mail: vdykman@alpha.mhi.iuf.net@mail.ru

Аннотация

Представлены результаты спектральной обработки измерений трех компонент пульсаций вектора скорости течения в диапазоне частот 0,1… 50 Гц для условий прибрежной зоны о. Коса Тузла (центральная часть Керченского пролива). Измерения выполнены на расстоянии 0,25 м от поверхности морского дна на глубине 1,5 м. Вычислено пространственное распределение характеристик поверхностных волн при помощи прикладного пакета SWAN, параметры которого подстроены таким образом, чтобы период волн соответствовал данным измерений. Анализ спектров пульсаций вектора скорости показал, что динамика указанной прибрежной зоны определяется нелинейными волнами конечной амплитуды (волны Стокса) и мелкомасштабной турбулентностью. Определены скорость придонного трения (динамическая скорость) – 0,018 м/с, турбулентное напряжение – 0,33 Н/м2 и коэффициент турбулентной вязкости (диффузии импульса) – 1,89·10-3 м2/с.

Ключевые слова

спектры пульсаций вектора скорости, нелинейные волны Стокса, мелкомасштабная турбулентность

Для цитирования

Дыкман В.З., Иванов В.А., Кушнир В.М. Нелинейные волны и турбулентность в прибрежной зоне о. Коса Тузла // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. С. 3-21. EDN TMJXFB.

Dykman, V.Z., Ivanov, V.A. and Kushnir, V.M., 2012. Nonlinear waves and turbulence in the coastal zone of the island Kosa Tuzla. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (4), pp. 3-21 (in Russian).

Список литературы

  1. Спиридонова Е.О. Оценка влияния гидрометеорологических факторов на распределение донных осадков в Керченской бухте // Системы контроля окружающей среды. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2007. – С. 235 – 239.
  2. Ломакин П.Д., Спиридонова Е.О., Чепыженко А.И. и др. Антропогенные и природные источники взвешенного вещества в водах Керченского пролива // Морской экологический журнал. – 2008. – 7, № 4. – С. 51 – 59.
  3. Иванов В.А., Дыкман В.З., Ефремов О.И. и др. Современные методы и средства контроля морской среды / Под ред. В.А. Иванова. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – 112 с.
  4. Дыкман В.З., Маньковский В.И., Маньковская Е.В. Прозрачномер для определения параметров крупной взвеси в море методом измерения флуктуаций показателя ослабления направленного света // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. – Вып. 16. – С. 236 – 242.
  5. Коняев К.В. Спектральный анализ случайных океанологических полей. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 207 с.
  6. Белышев А.П., Клеванцов Ю.П., Рожков В.А. Вероятностный анализ морских течений. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 264 с.
  7. Иванов В.А., Кушнир В.М., Федоров С.В. Динамика изменений рельефа дна в Керченском проливе по данным космических съемок оптическими сканерами // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010. – Вып. 22. – С. 127 – 155.
  8. Доусон Т. Проектирование сооружений морского шельфа. – Л.: Судостроение, 1986. – 286 с.
  9. Skjelbreia L., Hendrickson A. Fifth order gravity wave theory // Proc. VII Conference on Coastal Engineering, 1961. – Р. 184 – 196.
  10. Филлипс О.М. Динамика верхнего слоя океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 319 с.
  11. Монин А.С., Озмидов Р.В. Океанская турбулентность. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 320 с.
  12. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. – М.: Наука, 1967. – 720 с.
  13. Кушнир В.М. Структура волнового пограничного слоя над ровным и неровным дном // Морской гидрофизический журнал. – 2005. – № 6. – С. 188 – 202.
  14. Bijker E.W. Longshore current computation // Proc. ASCE. J. Waterway. Harborsand Coastal Engineering Division, 1971.
  15. Иванов В.А., Михинов А.Е. Прогноз динамики наносов в прибрежной зоне моря (Практические рекомендации и примеры расчетов). – Севастополь, 1991. – 50 с. (Препринт / АН УССР. МГИ).
  16. Faria A.F., Thornton E.B., Stanton T.P. et al. Vertical profiles of longshore currents and related bed shear stress and bottom roughness // J. Geophys. Res. – 1998. – 103, № C2. – Р. 3217 – 3232.
  17. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. – M.: Иностранная литература, 1949. – 520 с.
  18. Grant W.D., Madsen O.S. Combined wave and current interaction with a rough bottom // J. Geophys. Res. – 1979. – 84, № C4. – Р. 1797 – 1808.
  19. Ninomiya K., Tagaya K., Murase Y. A study on suction and securing of sit-on-bottom type offshore structure // OTC. – 1972. – Р. 873 – 886.
  20. Кушнир В.М. Придонный пограничный слой в Черном море: экспериментальные данные, турбулентная диффузия, потоки // Океанология. – 2007. – 47, № 1. – С. 39 – 48.

Скачать статью в PDF-формате