Волнение, турбулентность и процессы переноса взвешенных наносов в береговой зоне моря

• Автор: Кузнецов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 309 с. : ил.

1.1. Аппаратура для проведения натурных экспериментов
1.1.1 Датчик динамического давления ВДК
1.1.2 Электромагнитные измерители скорости
1.1.3 Датчики давления
1.1.4 Струнные и электроконтактные волнографы
1.1.5 Турбидиметр
1.1.6 Волновой автономный буй
1.2. Натурные эксперименты и полигоны
1.2.1. Нида
1.2.2. Полигон Шкорпиловцы, Черное море, Болгария
1.2.3. Полигон Новомихайловка, Черное море, Россия
1.2.4. Эксперимент Нордерней, Северное море
1.2.5. Эксперимент Эбродельта, Средиземное море Глава 2. Волнение в береговой зоне моря
2.1. Групповая структура волн, основные параметры
2.2. Структура волн на входе в береговую зону
2.3. Трансформация групповой структуры волн в прибрежной зоне
2.3.1. Трансформация нерегулярных волн
2.3.2. Модель
2.3.3. Трансформация монохроматических волн
2.3.4. Трансформация бихроматических волн
2.3.5. Влияние уклона дна на процесс трансформации волн
2.4. Моделирование трансформации волн в районе г. Геленджика
2.5. Исследование частотной зависимости диссипации энергии нерегулярных волн при обрушении
2.5.1. Метод определения коэффициента диссипации энергии
2.5.2. Типизация зависимостей коэффициента диссипации энергии волн от частоты
2.5.3. Влияние различных факторов на частотную зависимость диссипации энергии волн при обрушении
2.5.3.1. Влияние формы волны
2.5.3.2. Влияние уклона дна
2.5.4. Влияние особенностей трансформации спектра волн на вид коэффициента диссипации
2.6. Фазовая скорость свободных и связанных волн на мелкой воде
2.6.1. Фазовая скорость волн по данным экспериментов
2.6.2. Эффект аномальной дисперсии
2.7. Вторичные волны в прибойной зоне
2.8. Основные результаты главы
Глава 3. Турбулентность в волнах на мелководье
3.1. Неустойчивость основного волнового движения
3.1.2. Возникновение турбулентности в необрушенных волнах в береговой зоне
3.2. Турбулентные и волновые движения в береговой зоне
3.2.1. Существующие методы разделения волновой и турбулентной компонент скорости частиц воды в волновом потоке
3.2.2 Влияние модуляции коротких волн длинными на линейность связи поля орбитальных скоростей и поверхностного волнения
3.2.3. Влияние связанных и свободных компонент волн на линейность связи поля орбитальных скоростей и поверхностного волнения
3.2.4. Функции когерентности и бикогерентности для негауссовых случайных процессов
3.2.5. Способ разделения волновых и турбулентных движений
3.3. Статистика средних по времени параметров турбулентности
3.3.1. Обзор экспериментальных исследований мелкомасштабной турбулентности в волновом потоке
3.3.2. Статистические характеристики высокочастотной турбулентности на мелководье
3.4. Основные результаты главы
Глава 4. Механизмы взвешивания и переноса осадков
4.1. Расчет движения взвешенных частиц песка в монохроматической волне на мелководье
4.2. Временные масштабы и механизмы взвешивания песчаных осадков
4.3. Вертикальные масштабы событий взвешивания
4.4. Перемежаемость турбулентности в прибойной зоне и е влияние на взвешивание песка
4.5. Влияние особенностей волновых режимов на процессы перемещения осадков и изменения рельефа дна
4.5.1. Влияние степени симметрии волн на концентрацию и расход взвешенных наносов
4.5.2. Влияние особенностей групповой структуры волн на концентрацию и расход взвешенных наносов
4.5.3. Совместное влияние инфрагравитационных волн и групповой структуры гравитационных волн на расход наносов
4.5.4. Влияние вида частотной зависимости скорости диссипации энергии волн на расход взвешенных наносов
4.6. Достоинства и недостатки энергетического подхода к прогнозу транспорта наносов
4.7. Основные результаты главы Заключение
Литература


Стальная труба с установленными на нее турбидиметром и электромагнитным двухкомпонентным измерителем скорости потока во время отлива. Эксперимент Нордерней. Фото И. С. Подымова. ЭброДельта. Датчики производства использовались в эксперименте Нордерней и Новомихайловка. Датчики давления использовались для получения хронограмм возвышений свободной поверхности воды. Возвышения свободной поверхности рассчитывались путем разложения хронограмм измеренного давления в ряд Фурье, преобразования каждой из полученных гармоник давления в возвышения свободной поверхности по формулам линейной теории волн и далее обратного преобразования Фурье. Ошибки спектров возвышений свободной поверхности, возникающие при такой методике, по экспериментальным оценкам Торнтона и Гузы , , , не превышают , и в основном связаны со статистическими свойствами спектральных оценок, а не с видом зависимости давления от возвышений свободной поверхности. Датчики давления представляют собой цилиндрический корпус со встроенной в его торец мембраной, перемещения которой передаются на динамометр. Мембрана дополнительно защищена металлической решеткой, позволяющей исключить влияние динамического напора жидкости на показания датчика. Датчики давления использовались в эксперименте Нордерней и назывались Тур производства немецкой фирмы . Согласно описанию производителя датчики обладают линейной тарировочной характеристикой в диапазоне давлений от 0 до метров водяного столба и частотный диапазон регистрируемых колебаний мембраны от 0 до Гц. Фотография датчиков давления приведена на рисунке 1.