Отправить статью по E-mail 
Фазовая структура волновых возмущений, возбуждаемых пульсирующим источником на поверхности раздела потока жидкости конечной глубины и ледяного покрова
- Авторы: Булатов В.В.1, Владимиров И.Ю.2
-
Учреждения:
- Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
- Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
- Выпуск: Том 88, № 3 (2024)
- Страницы: 392-405
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-8235/article/view/269259
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823524030046
- EDN: https://elibrary.ru/ZAZCOJ
- ID: 269259
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Плавающий ледяной покров определяет динамическое взаимодействие между океаном и атмосферой, влияет на динамику морской поверхности и подповерхностных вод, так как в общем движении по вертикали участвует ледяной покров и вся масса жидкости под ним. В работе исследована фазовая структура волновых полей, возникающих на границе раздела льда и потока однородной жидкости конечной толщины при обтекании локализованного пульсирующего источника возмущений. Ледяной покров моделируется тонкой упругой пластиной, деформации которой малы, и пластина является физически линейной. Получено интегральное представление решения, приведены результаты расчетов дисперсионных зависимостей и фазовых картин для различных параметров волновой генерации. Показано, что основными параметрами, определяющими характеристики амплитудно-фазовых структуру волновых возмущений поверхности ледяного покрова, являются толщина льда, скорость потока, частота пульсаций. Численные расчеты демонстрируют, что при изменении скоростей потока, толщины льда и частоты происходит заметная качественная перестройка фазовых картин возбуждаемых дальних волновых полей на границе раздела льда и жидкости.
Полный текст
Об авторах
В. В. Булатов
Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: internalwave@mail.ru
Россия, Москва
И. Ю. Владимиров
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Email: iyuvladimirov@rambler.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Букатов А.Е. Волны в море с плавающим ледяным покровом. Севастополь: ФГБУН МГИ, 2017. 360 с.
- Ильичев А.Т. Уединенные волны в моделях гидродинамики. М.: Физматлит, 2003. 256 с.
- Squire V.A., Hosking R.J., Kerr A.D., Langhorne P.J. Moving Loads on Ice Plates. Dordrecht: Springer Sci.&Business Media, 1996. 236 pp.
- Miropol’skii Yu.Z., Shishkina O.V. Dynamics of Internal Gravity Waves in the Ocean. Boston: Kluwer Acad. Pub., 2001. 406 pp.
- Mei C.C., Stiassnie M., Yue D.K.-P. Theory and Applications of Ocean Surface Waves. Advanced Series of Ocean Engineering. Vol. 42. London: World Sci. Pub., 2018. 1240 pp.
- The Ocean in Motion / Ed. by Velarde M.G., Tarakanov R.Yu., Marchenko A.V. Cham: Springer Nature, 2018. 625 pp.
- Козин В.М., Погорелова А.В., Земляк В.Л., Верещагин В.Ю., Рогожникова Е.Г., Кипин Д.Ю., Матюшина А.А. Экспериментально-теоретические исследования зависимости параметров распространяющихся в плавающей пластине изгибно-гравитационных волн от условий их возбуждения. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. 222 с.
- Morozov E.G. Oceanic Internal Tides. Observations, Analysis and Modeling. Berlin: Springer, 2018. 317 pp.
- Marchenko A.V., Morozov E.G., Muzylev S.V., Shestov A.S. Interaction of short internal waves with the ice cover in an Arctic fjord // Oceanology. 2010. V. 50(1). P. 18–27.
- Marchenko A.V., Morozov E.G., Muzylev S.V., Shestov A.S. Short-period internal waves under an ice cover in Van Mijen Fjord, Svalbard //Advances in Meteorol. 2011. V. 2011. Art. ID 573269.
- Marchenko A., Morozov E., Muzylev S. Measurements of sea ice flexural stiffness by pressure characteristics of flexural-gravity waves // Ann. Glaciology. 2013. V. 54. P. 51–60.
- Marchenko A.V., Morozov E.G. Surface manifestations of the waves in the ocean covered with ice // Rus. J. Earth Sci. 2016. V. 16 (1). ES1001.
- Morozov E.G., Marchenko A.V., Filchuk K.V., Kowalik Z., Marchenko N.A., Ryzhov I.V. Sea ice evolution and internal wave generation due to a tidal jet in a frozen sea // Appl. Ocean Res. 2019. V. 87. P. 179–191.
- Morozov E.G., Pisarev S.V. Internal tides at the Arctic latitudes (numerical experiments) // Oceanology. 2002. V. 42(2). P. 153–161.
- Morozov E.G., Zuev O.A., Zamshin V.V., Krechik V.A., Ostroumova S.A., Frey D.I. Observations of icebergs in Antarctic cruises of the R/V “Akademik Mstislav Keldysh” // Rus. J. Earth Sci. 2022. V. 2. P. 1–5.
- Булатов В.В., Владимиров И.Ю. Силовое воздействие потока бесконечно глубокой жидкости на источник под ледяным покровом // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2023. Т. 16. №3. С. 120–128.
- Dinvay E., Kalisch H., Parau E.I. Fully dispersive models for moving loads on ice sheets // J. Fluid Mech. 2019. V. 876. P. 122–149.
- Sturova I.V. Radiation of waves by a cylinder submerged in water with ice floe or polynya // J. Fluid Mech. 2015. V. 784. P. 373–395.
- Das S., Sahoo T., Meylan M.H. Dynamics of flexural gravity waves: from sea ice to Hawking radiation and analogue gravity // Proc. R. Soc. A. 2018. V. 474. P. 20170223.
- Pogorelova A.V., Zemlyak V.L., Kozin V.M. Moving of a submarine under an ice cover in fluid of finite depth // J. Hydrodyn. 2019. V. 31(3). P. 562–569.
- Khabakhpasheva T., Shishmarev K., Korobkin A. Large-time response of ice cover to a load moving along a frozen channel // Appl. Ocean Res. 2019. V. 86. P. 154–165.
- Ильичев А.Т. Эффективные длины волн огибающей на поверхности воды под ледяным покровом: малые амплитуды и умеренные глубины // ТМФ. 2021. Т. 28. №3. С. 387–408.
- Савин А.С., Савин А.А. Пространственная задача о возмущениях ледяного покрова движущимся в жидкости диполем // Изв. РАН. МЖГ. 2015. №5. С. 16–23.
- Стурова И.В. Движение нагрузки по ледяному покрову с неравномерным сжатием // Изв. РАН. МЖГ. 2021. №4. С. 63–72.
- Ильичев А.Т., Савин А.С., Шашков А.Ю. Траектории жидких частиц в поле темного солитона в жидкости под ледяным покровом // Изв. РАН. МЖГ. 2023. №6. С. 110–120.
- Маленко Ж.В., Ярошенко А.А. Трехмерные изгибно-гравитационные волны в плавающем ледяном покрове от движущегося источника возмущений // ПММ. 2023. Т. 87. №6. С. 1037–1048.
- Булатов В.В., Владимиров И.Ю. Дальние поля на поверхности на поверхности раздела бесконечно глубокого океана и ледяного покрова, возбуждаемые локализованным источником // Изв. РАН. ФАО. 2023. Т. 59. №3. С. 346–351.
- Булатов В.В., Владимиров Ю.В. Волны в стратифицированных средах. М.: Наука, 2015. 735 с.
- Лайтхил Дж. Волны в жидкостях. М.: Мир, 1981. 598 с.
- Borovikov V.A. Uniform Stationary Phase Method. London: IEE Electromagnetic Waves. Ser. 40, 1994. 233 pp.
Дополнительные файлы
