Наиболее важные результаты

Лаборатория геофизических пограничных слоев
Санкт-Петербургский филиал ИО РАН

Рис.1. – Нелинейное трех волновое взаимодействие.

Описание эволюции одиночной внутренней волны и факторы, влияющие на скорость ее затухания

В экспериментах с прохождением внутренней волны в канале описана эволюция процесса и получены количественные характеристики времени перехода от сонаправленного волнового движения до достижения условий синхронизма и нелинейного 3-х волнового взаимодействия. С помощью вейвлет-анализа получена картина перекачки энергии от волны форсинга и длинной волны к результирующей внутренней волне (рис.1.). Исследовано влияние вариаций граничных условий на эволюцию одиночной волны в канале.

Оценки применимости спектральных моделей для описания повторяемости экстремально высоких ветровых волн

Рисунок 1.2 – Повторяемость отклонений волновой поверхности от среднего уровня: 1 – вычисления по данным воспроизведённым нелинейной моделью; 2 – вычисления по ансамблю линейных волн.

Показано, что результаты численного моделирования ветрового волнения существенно зависят от тонких деталей начальных условий. Доказано, что статистически обеспеченные результаты должны быть получены ансамблевым моделированием. Популярные ранее подходы, основанные на спектральных представлениях, игнорируют многие реальные свойства поверхностных волн.

При условии точного сохранения энергии волновые спектры, рассчитанные в разных вариантах, оказались различны. Таким образом, эволюция спектра определяется не фиксированными резонансными комбинациями мод.

Повторяемость отклонений поверхности от среднего уровня показана на рис 1.2. Кривая 2 показывает строгую симметрию возмущений относительно среднего уровня. Кривая 1 подтверждает, что вероятность положительных возмущений намного превосходит вероятность отрицательных возмущений, в частности, высоты волновых гребней оказываются значительно больше, чем глубины волновых подошв, т.е. нелинейные волны по сравнению с линейными более заострены. Это, во-первых, означает, что каждая мода приближается к моде Стокса, a, во-вторых, отражает эффект фокусировки энергии при совпадении волновых гребней.

Решение задачи о фазовом переходе газовый гидрат–газ

Рисунок 1.3 – Зависимость температуры в центре датчика от радиуса сосуда.

На основе оригинального метода численного моделирования термобарических процессов (включая фазовые превращения гидрат метана — метан-газ), происходящих после мгновенного включения линейного источника тепла в цилиндрическом сосуде, заполненном пористой минеральной средой с гидратами метана, водой и метаном-газом в порах получены выражения, позволившие по измеренным в ходе эксперимента параметрам вычислить значения пористости, а также водо- и газонасыщенности среды и гидратонасыщенности среды.

Зафиксированное выполаживание экспериментальной зависимости температуры T в центре датчика («иглы») от логарифма времени lg(t) объясняется не возрастанием теплопроводности среды или влиянием изотермичного корпуса сосуда, а экзотермическим характером реакции диссоциации гидрата (рис. 1.3). Результаты численного моделирования позволяют объяснить ряд наблюденных в эксперименте особенностей теплового режима испытательной среды.

Закономерности субмезомасштабных процессов и явлений в приливном арктическом море (на примере Белого моря)

Рисунок 1.4 – Проявления короткопериодных внутренних волн по радиолокационным данным 2010 г. Показаны позиции гребней лидирующих волн в пакетах. А – все данные, б – регулярные волновые пакеты из Горла, в – фронтальные волновые пакеты, г – нерегулярные волны. Красным линиями отмечены положения фронтальных линий (в среднем за сезон).

Разработана научная концепция, заключающаяся в том, что субмезомасштабные структуры формируются под влиянием разных по физической природе процессов и в совокупности на акватории моря образуют единую систему, являющуюся переходным звеном от мезомасштабных (приливных) движений к микроструктуре; для их исследования следует применять специальную методологию, сочетающую наблюдения и совокупный анализ широкомасштабных дистанционных и учащенных контактных измерений. Предложены методы исследования и комплексного анализа тонкоструктурных и субмезомасштабых процессов и явлений на акватории приливного моря на основе сочетания разнородных спутниковых данных и учащенных во времени и пространстве наблюдений на океанографических полигонах, позволяющие проводить мониторинг на акватории всего моря.

Доказано наличие неизвестных ранее связей и зависимостей, в частности, между синоптической и мезомасштабной динамикой основных фронтальных разделов в Белом море и распределением короткопериодных внутренних волн (рис.1.4) и субмезомасштабных вихрей и между распределением на акватории субмезомасштабных явлений и интенсивностью горизонтального и вертикального турбулентного обмена.

Top

 

TPL_A4JOOMLA-WINTERLAKE-FREE_FOOTER_LINK_TEXT