Физическое моделирование взаимодействия нелинейных поверхностных волн с турбулентностью в пограничных слоях атмосферы и океана

• Автор: Ермакова, Ольга Станиславовна
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 187 с. : ил.

1.1. Введение
1.2. Экспериментальные и теоретические исследования явления обрушения бегущих поверхностных волн литературный обзор
1.3. Исследование эффекта затухания поверхностных волн на турбулентности в жидкости литературный обзор
1.4. Взаимодействие волн с приводным слоем атмосферы литературный обзор.
1.5. Выводы
ГЛАВА И. СТАТИСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТУРБУЛЕНТНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД КРУТЫМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ
ВОЛНАМИ
2.1. Введение
2.2. Экспериментальное исследование ветрового потока над взволнованной водной поверхностью с помощью ОР1У метода.
2.3. Особенности статистической обработки результатов экспериментального исследования ветрового потока над волнами
2.4. Поля, осредненные но статистическому ансамблю возвышение поверхности воды.
2.5. Статистические средние аэродинамические поля
2.6. Квазилинейная модель турбулентного ветра над взволнованной водной поверхностью.
2.7. Сравнение теории и эксперимента для параметров ветра и волн, полученных из экспериментальных данных.
2.8. Выводы
ГЛАВА III. СРЕДНИЕ ТЕЧЕНИЯ, ГЕНЕРИРУЕМЫЕ СТОЯЧИМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОЛНАМИ В ЖИДКОСТИ.
3.1. Введение.
3.2. Экспериментальное исследование перемешивания инициированного стоячими поверхностными волнами в жидкости.
3.3. Особенности применения IV метода для изучения средних течений, возбуждаемых стоячими волнами в жидкости.
3.4. Поля скорости средних течений, генерируемых стоячими поверхностными волнами в жидкости.
3.5. Теоретические модели средних течений, возбуждаемых стоячими поверхностными волнами малой амплитуды.
3.6.Вывод ы
ГЛАВА IV. ДИНАМИКА ТУРБУЛЕНТНОГО СЛОЯ В ОДНОРОДНОЙ И СТРАТИФИЦИРОВАНОЙ ЖИДКОСТИ.
4.1. Введение
4.2. Лабораторное моделирование динамики турбулентности, генерируемой в поле стоячих поверхностных волн в однородной жидкости.
4.3. Элементы полуэмпирической теории динамики турбулентности в однородной и стратифицированной жидкости
4.4. Численное моделирование динамики турбулентности в однородной и стратифицированной жидкости
4.5. Численное моделирование динамики турбулентности, генерируемой стоячими поверхностными волнами в однородной жидкости.
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время изучение процессов взаимодействия волн и турбулентности проводится но трем основным направлениям исследований генерация турбулентности поверхностными волнами, взаимодействия поверхностных волн с турбулентностью в приповерхностном слое океана и генерация поверхностных волн турбулентным ветром. Обрушение поверхностных волн является интенсивным источником энергии, в частности, обрушение может приводить к генерации дрейфовых течений и турбулентности в жидкости. Кроме того, обрушение ветровых волн также дает существенный вклад в процесс диссипации волновой энергии. Предполагается, что в условиях развитого волнения около энергии волн на поверхности океана диссипирует в результате обрушения 0. Необходимо отметить, что процесс обрушения бегущих поверхностных волн в литературе изучен достаточно подробно. Исследования обрушения осуществляются на основе различных экспериментальных методик, в частности, с помощью визуальных наблюдений поверхности 5, , посредством контактных и акустических методов , , , 0, 7, , а также при помощи дистанционного зондирования морской поверхности , . Теоретические исследования обрушения поверхностных волн, начатые в году Стоксом 0, не теряют актуальности и в настоящее время, и включают в себя как построение теоретических моделей процесса обрушения 1, 2, так и численное моделирование различных стадий этого явления , . Процесс затухания волн на турбулентности в верхнем перемешанном слое изучен к настоящему времени недостаточно. Существует ряд теоретических и экспериментальных работ , подтверждающих эффект затухания волн за счет турбулентности, однако экспериментальные данные, полученные авторами в , , характеризуются значительным разбросом.