Динамика компактного вихря в зоне прибрежного шельфа

П.В. Лукьянов

Институт гидромеханики НАН Украины, Киев

e-mail: pavel_lukianov@bigmir.net

Аннотация

Рассмотрена эволюция компактного вихря с масштабами сто метров по вертикали и несколько километров по горизонтали в рамках модели моря, состоящей из верхнего перемешанного слоя и нижнего слоя с устойчивой вертикальной стратификацией. Распределение плотности по вертикали задается гладкой функцией: постоянное значение плавно переходит в близкую к линейной экспоненциальную зависимость. Показано, что планетарное вращение и топография дна являются двумя независимыми причинами трансформации монополя в триполь. Устойчивость триполя зависит, прежде всего, от относительной толщины вихря, а также от стратификации. Неустойчивость возникает сначала в более мелкой области за счет трения вихря о дно. Трансформация монополя происходит без введения дополнительных азимутальных возмущений поля скорости.

Ключевые слова

компактный вихрь, прибрежный шельф, неустойчивость, триполь

Для цитирования

Лукьянов П.В. Динамика компактного вихря в зоне прибрежного шельфа // Морской гидрофизический журнал. 2013. № 1. С. 21-33. EDN TFYSDF.

Lukyanov, P.V., 2013. Dynamics of a compact vortex in the coastal shelf zone. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (1), pp. 21-33 (in Russian).

Список литературы

  1. Hopfinger E.J., van Heijst G.J.F. Vorticies in rotating fluids // Ann. Rev. Fluid Mech. – 1993. – 25. – P. 241 – 289.
  2. Козлов В.Ф., Мазур И.В. Об одном механизме формирования внутритермоклинных вихрей в океане // Метеорология и гидрология. – 1986. – № 8. – С. 83 – 88.
  3. Шапиро Г.И. Структура мезомасштабной вихревой линзы в океанском термоклине // Докл. АН СССР. – 1984. – 276, № 6. – С. 1477 – 1479.
  4. Adragna A., Salusti E. Observation of small scale shelf-trapped dipolar vortices near the eastern Sicilian coast // J. Phys. Oceanogr. – 1990. – 20, № 7. – P. 1105 – 1112.
  5. Лукьянов П.В. Диффузия изолированного квазидвумерного вихря в слое устойчиво стратифицированной жидкости // Прикладна гiдромеханика. – 2006. – 8, № 3. – С. 63 – 77.
  6. Elliott B.A., Sanford T.B. The subthermocline lens D1. Part I. Description of water properties and velocity profiles // J. Phys. Oceanogr. – 1986. – 16, № 3. – P. 532 – 548.
  7. Марчук Г.И., Саркисян А.С. Математические модели циркуляции в океане. – Новосибирск: Наука, 1980. – 340 с.
  8. Белолипецкий В.М., Белолипецкий П.В. Численное моделирование ветровых течений в стратифицированных водоемах методом расщепления. Гидростатическое приближение // Вычислительные технологии. – 2006. – 11, № 5. – C. 21 – 31.
  9. Lukyanov P.V., Maderich V.S. Restratification processes in the final stage of turbulence decay in a stably stratified medium // Докл. НАН Украины. – 1995. – № 5. – C. 46 – 48.
  10. Лукьянов П.В. Эволюция пары «вихрь в вихре» в слое устойчиво стратифицированной жидкости // Прикладна гідромеханика. – 2010. – 12, № 2. – С. 58 – 69.
  11. Carnevale G.F., Kloosterziel R.C. Emergence and evolution of tripole vortices // J. Fluid Mech. – 1994. – 259. – P. 305 – 331.
  12. Carton X.J., Legras B. The live-circle of tripole in two-dimensional incompressible flows // Ibid. – 1994. – 267. – P. 53 – 82.
  13. Barba A., Leonard A. Emergence and evolution of tripole vortices from net-сirculation initial condition // Phys. Fluids. – 2007. – 19. – P. 017101 – 16.
  14. Pingree R.D., Le Cann B. Anticyclonic eddy X91 in sourthern Bay of Biscay, May 1991 to February 1992 // J. Geophys. Res. – 1992. – 97, № С9. – P. 14353 – 14367.

Скачать статью в PDF-формате