Отправить статью по E-mail 
Подобие квазигеострофических вихрей на фоне крупномасштабных баротропных течений
- Авторы: Жмур В.В.1
-
Учреждения:
- Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
- Выпуск: Том 64, № 2 (2024)
- Страницы: 181-196
- Раздел: Физика моря
- URL: https://journals.rcsi.science/0030-1574/article/view/264580
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157424020012
- EDN: https://elibrary.ru/RWXXLD
- ID: 264580
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
В работе предлагается теория подобия квазигеострофических вихрей на фоне крупномасштабных течений. Эта теория полезна при планировании лабораторных и численных экспериментов по изучению мезомасштабной и субмезомасштабной вихревой динамики взаимодействующих с течениями вихрей. Особое внимание уделено изучению геометрического подобия явлений. Выявлено, что полный набор безразмерных чисел подобия бароклинных вихрей включает в себя четыре безразмерных параметра: безразмерную интенсивность вихря, геометрическое подобие фонового течения (отношение относительной завихренности к коэффициенту деформации фонового течения), коэффициент горизонтального удлинения вихревого ядра и коэффициент вертикальной сплюснутости вихревого ядра, совпадающий с числом Бургера. Для описания подобия баротропных вихрей на фоне баротропных течений количество необходимых безразмерных параметров уменьшается на одно число — из рассмотрения выбывает коэффициент вертикальной сплюснутости вихревого ядра. При изучении осесимметричных вихрей или близких к ним вихревых структур из рассмотрения выбывает еще один геометрический параметр вихря — коэффициент горизонтального удлинения вихревого ядра. В результате максимально возможный набор параметров подобия включает в себя четыре безразмерных числа, а минимальный — два.
Об авторах
В. В. Жмур
Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: zhmur-vladimir@mail.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Баренблатт Г. И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика. Теория и приложения к геофизической гидродинамике. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 256 с.
- Голицын Г. С. Статистика и динамика природных процессов и явлений: Методы, инструментарий, результаты. М.: Из-во «Красанд», 2012. 400 с.
- Елкин Д. Н., Зацепин А. Г. Лабораторное исследование механизма периодического вихреобразования за мысами в прибрежной зоне моря // Океанология. 2013. Т. 53. № 2. C. 259–268.
- Елкин Д. Н. Зацепин А. Г. Лабораторное исследование механизма сдвиговой неустойчивости морского вдольберегового течения // Океанология. 2014. Т. 54. № 5. С. 614–621.
- Жмур В. В. Мезомасштабные вихри в океане. М.: ГЕОС, 2011. 290 с.
- Жмур В. В., Арутюнян Д. А. Перераспределение энергии при горизонтальном вытягивании океанских вихрей баротропными течениями // Океанология. 2023. Т. 63, № 1. С. 3–19. https://doi.org/10.31857/S0030157423010185
- Жмур В. В., Белоненко Т. В., Новоселова Е. В. и др. Эволюции мезомасштабных вихрей океана в неоднородных баротропных течениях // ФАО. 2023 (в печати).
- Жмур В. В., Белоненко Т. В., Новоселова Е. В., Суетин Б. П. Прямой и обратный каскад энергии при вытягивании вихрей в океане // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 508. № 2. С. 270–274. https://doi.org/10.31857/S2686739722602113
- Жмур В. В., Белоненко Т. В., Новоселова Е. В., Суетин Б. П. Условия трансформации мезомасштабного вихря в субмезомасштабную вихревую нить при вытягивании его неоднородным баротропным течением // Океанология. 2023. Т. 63. № 2. С. 200–210. https://doi.org/10.31857/S0030157423020144
- Жмур В. В., Белоненко Т. В., Новоселова Е. В., Суетин Б. П. Приложение к реальному океану теории трансформации мезомасштабного вихря в субмезомасштабную вихревую нить при вытягивании его неоднородным баротропным течением // Океанология. 2023. Т. 63. № 2. С. 211–223. https://doi.org/10.31857/S0030157423020156
- Жмур В. В., Панкратов К. К. Динамика эллипсоидального приповерхностного вихря в неоднородном потоке // Океанология. 1989. Т. 29. № 2. С. 205–211.
- Зацепин А. Г., Елкин Д. Н., Шварцман Д. Р. Предварительные результаты лабораторных исследований эволюции нефронтальных вихрей в двуслойной вращающейся жидкости // Океанологические исследования. 2023. Т. 51. № 1. С. 5–35.
- Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. Т. 2. ОГИЗ. М., Л.: Гостехиздат, 1948. 612 с.
- Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1977. 736 с.
- Fedorov K. N., Ginsburg A. I. “Mushroom-like” currents (vortex dipoles) in the ocean and in a laboratory tank // Annales Geophys. 1986. V. 4B, № 5. P. 507–516.
- Meacham S. P. Quasigeostrophical ellipsoidal vortices in stratified fluid // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 1992. V. 16. № 3–4. P. 189–223.
- Meacham S. P., Pankratov K. K., Shchepetkin A. F., Zhmur V. V. The interaction of ellipsoidal vortices with background shear flows in a stratified fluid // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 1994. V. 21. № 2–3. P. 167–212. https://doi.org/10.1016/0377-0265(94)90008-6.
- Zhmur V. V., Novoselova E. V., Belonenko T. V. Peculiarities of formation of the density field in mesoscale eddies of the Lofoten Basin: Part 1 // Oceanology. 2021. V. 61. № 6. P. 830–838. https://doi.org/10.1134/S0001437021060333
- Zhmur V. V., Pankratov K. K. Dynamics of desingularized quasigeostrophic vortices // Physics of Fluids A: Fluid Dynamics. 1991. V. 3. № 5. P. 1464–1464. https://doi.org/10.1063/1.857998.
Дополнительные файлы
