Волновые потоки при учете турбулентной вязкости и диффузии на шельфе
А.А. Слепышев, А.В. Носова
Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина
Аннотация
Асимптотическим методом многомасштабных разложений исследуются нелинейные эффекты при распространении внутренних волн с учетом турбулентной вязкости и диффузии. В первом порядке малости по крутизне волны находятся решение в линейном приближении, дисперсионное соотношение и декремент затухания волны. Во втором порядке малости по крутизне волны находятся среднее течение, индуцированное волной за счет нелинейности, и вертикальная составляющая скорости стоксова дрейфа, которая при учете турбулентной вязкости и диффузии отлична от нуля. Определяются волновые потоки тепла и соли, обусловленные фазовым сдвигом колебаний температуры, солености и вертикальной скорости в волне. Указанные потоки сравниваются с потоками, обусловленными вертикальной составляющей скорости стоксова дрейфа, анализируется их вклад в суммарный волновой перенос. Показано, что волновые потоки на шельфе возрастают с уменьшением глубины моря при неизменной амплитуде и частоте волны и могут превосходить соответствующие турбулентные потоки.
Ключевые слова
волновой поток, турбулентная вязкость, диффузия, стоксов дрейф
Для цитирования
Слепышев А.А., Носова А.В. Волновые потоки при учете турбулентной вязкости и диффузии на шельфе // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. С. 22-35. EDN TMJXFL.
Slepyshev, A.A. and Nosova, A.V., 2012. Wave streams with regard to turbulent viscosity and diffusion on the shelf. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (4), pp. 22-35 (in Russian).
Список литературы
- Bell I.H. Internal wave-turbulence interpretation of ocean fine structure // Geophys. Res. Lett. – 1974. – № 6. – P. 253 – 255.
- Пантелеев Н.А., Охотников И.Н., Слепышев А.А. Мелкомасштабная структура и динамика океана. – Киев: Наук. думка, 1993. – 193 с.
- Самодуров А.С., Чухарев А.М. Экспериментальные оценки коэффициента вертикального турбулентного обмена в стратифицированном слое Черного моря в области свала глубин // Морской гидрофизический журнал. – 2008. – № 6. – С. 14 – 24.
- Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. Ч. 1. – М.: Мир, 1981. – 478 с.
- Борисенко Ю.Д., Воронович А.Г., Леонов А.И., Миропольский Ю.З. К теории нестационарных слабонелинейных внутренних волн в стратифицированной жидкости // Изв. АН СССР. ФАО. – 1976. – 12, № 3. – C. 293 – 301.
- Grimshaw R. The modulation of an internal gravity wave packet and the resonance with the mean motion // Stud. Appl. Math. – 1977. – 56. – P. 241 – 266.
- Grimshaw R. The effect of dissipative processes on mean flows induced by internal gravity – wave packets // J. Fluid Mech. – 1982. –115. – P. 347 – 378.
- Слепышев А.А., Мартынова И.С. Нелинейные эффекты при распространении внутренних волн с учетом турбулентной вязкости и диффузии // Морской гидрофизический журнал. – 2009. – № 5. – С. 3 – 22.
- Черкесов Л.В. Гидродинамика волн. – Киев: Наук. думка, 1980. – 259 с.
- Задорожный А.И. Затухание длинных волн в экспоненциально стратифицированном море // Морские гидрофизические исследования. –1975. – № 3. – С. 96 – 110.
- Longuet-Higgins M.S. On the transport of mass by time varying ocean current // Deep-Sea Res. – 1969. – 16, № 5. – P. 431 – 447.
- Ефремов О.И. Экспериментальные исследования спектральных характеристик тонкой термохалинной структуры вод океана // Дисс. … канд. физ.-мат. наук. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 1999. – 181 с.