Direct and Inverse Problems of Dynamics of Surface Waves Caused by Flow around Underwater Obstacle

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents algorithms and results of calculations of the dynamics of the surface layer of a liquid under the action of currents that have emerged from the depth. Several approaches to modeling the velocity field in a horizontal flow round a fixed underwater obstacle are investigated. Formulas for calculating the velocity field on the free surface of an ideal homogeneous liquid are proposed. A computer program has been developed that makes it possible to simulate the interaction of a stratified fluid flow with an underwater obstacle. The possibility of using asymptotic formulas for the far-field approximation to calculate the velocity field in a uniformly stratified fluid is studied.

About the authors

D. Yu. Knyazkov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

Author for correspondence.
Email: dmitri.knyazkov@gmail.com
Russia, Moscow

V. G. Baydulov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

Author for correspondence.
Email: bayd@ipmnet.ru
Russia, Moscow

A. S. Savin

Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: assavin@list.ru
Russia, Moscow

A. S. Shamaev

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS

Author for correspondence.
Email: sham@rambler.ru
Russia, Moscow

References

  1. Nesterov S.V., Shamaev A.S., Shamaev S.I. Methods, Algorithms and Means of Aerospace Computed Tomography of the Near-Surface Layer of the Earth. Moscow: Nauchnyi Mir, 1996. 272 p. (in Russian)
  2. Gavrikov A., Knyazkov D., Romanova A., Chernik V., Shamaev A. Simulation of influence of the surface disturbance on the ocean self radiation spectrum // Progr. Syst.: Theory&Appl., 2016, vol. 7, iss. 2. pp. 73–84. https://doi.org/10.25209/2079-3316-2016-7-2-73-84
  3. Bulatov M.G., Kravtsov Yu.A. Lavrova O.Yu. et al. Physical mechanisms of aerospace radar imaging of the ocean // Phys. Usp., 2003, vol. 46, no. 1, pp. 63–79.
  4. Jackson C.R., da Silva J.C.B., Jeans G. et al. Nonlinear internal waves in synthetic aperture radar imagery // Oceanogr., 2013, vol. 26, no. 2, pp. 68–79.
  5. Baydulov V.G., Knyazkov D., Shamaev A.S. Motion of mass source in stratified fluid // J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2224, 2nd Int. Symp. on Automation, Information and Computing (ISAIC 2021) 03/12/2021–06/12/2021 Online. pp. 012038.
  6. Ulaby F.T., Moore R.K., Fung A.K. Microwave Remote Sensing. Active and Passive. Massachusetts: Addison-Wesley Pub., 1981. 456 p.
  7. Knyazkov D. Web-interface for HPC computation of a plane wave diffraction on a periodic layer // Lobachevskii J. Math., 2017, vol. 38, no. 5, pp. 936–939.
  8. Knyazkov D. Diffraction of plane wave at 3-dimensional periodic layer // AIP Conf. Proc., 2018, vol. 1978, pp. 470075-1-4. https://doi.org/10.1063/1.5044145
  9. Baydulov V.G. On the solution of the inverse problem of the motion of a source in a stratified fluid // in: Proc. 12th Int. Conf. – School of Young Sci. Waves and Vortices in Complex Media. Moscow, Dec. 01–03, 2021. Moscow: ISPOPrint, 2021. S. 31–35.
  10. Matyushin P.V. Process of the formation of internal waves initiated by the start of motion of a body in a stratified viscous fluid // Fluid Dyn., 2019, vol. 54, no. 3, pp. 374–388. https://doi.org/10.1134/S0015462819020095
  11. Voisin B. Internal wave generation in uniformly stratified fluids. Pt. 2. Moving point sources // J. Fluid Mech., 1994, vol. 261, pp. 333–374.
  12. Voisin B. Lee waves from a sphere in a stratified flow // J. Fluid Mech., 2007, vol. 574, pp. 273–315.
  13. Scase M.M., Dalziel S.B. Internal wave fields and drag generated by a translating body in a stratified fluid // J. Fluid Mech., 2004, vol. 498, pp. 289–313.
  14. Scase M.M., Dalziel S.B. Internal wave fields generated by a translating body in a stratified fluid: an experim ental comparison // J. Fluid Mech., 2006, vol. 564, pp. 305–331.
  15. Loitsyanskii L.G. Mechanics of Liquids and Gases. Oxford: Pergamon, 1966. 803 p.
  16. Sretenskii L.N. Theory of Wave Motions in a Fluid. Moscow: Nauka, 1977. 816 p. (in Russian)
  17. Gorelov A.M., Nosov V.N., Savin A.S. et al. Method of calculating surface disturbances over a point source and a dipole // Fluid Dyn., 2009, vol. 44, no. 1, pp. 170–174. https://doi.org/10.1134/S0015462809010177
  18. Bulatov V.V., Vladimirov Yu.V. A General Approach to Ocean Wave Dynamics Research: Modelling, Asymptotics, Measurements. Moscow: OntoPrint, 2019. 587 p.
  19. Galassi M., Davies J., Theiler J. et al. GNU Scientific Library Reference Manual (3rd Ed.). Network Theory Ltd., 2009. 592 p.
  20. Saad Y., Schultz M.H. GMRES: A Generalized Minimal Residual Algorithm for Solving Nonsymmetric Linear Systems // SIAM J. on Sci.&Statist. Comput., 1986, vol. 7, no. 3, pp. 856–869.
  21. Chashechkin Y., Gumennik E., Sysoeva E. Transformation of a density field by a three-dimensional body moving in a continuously stratified fluid // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 1995, vol. 36, pp. 19–29.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (40KB)
3.

Download (361KB)
4.

Download (346KB)
5.

Download (131KB)

Copyright (c) 2023 Д.Ю. Князьков, В.Г. Байдулов, А.С. Савин, А.С. Шамаев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».