, , , ,

"Исследование диссипации энергии океанских волн из-за их опрокидывания. Изучение статистики океанских волн экстремальной амплитуды". Дмитрий Игоревич Качулин, НГУ, 30.9.2016

nsu_dikachulin_201609_report.pdf

Работа поддержана грантом РНФ, Конкурс 2014 г. на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий (кафедр)». Грант № 14-22-00174. Руководитель - В.Е. Захаров.

Состав коллектива

  • Качулин Дмитрий Игоревич, к.ф.-м.н., м.н.с. Лаборатории нелинейных волновых процесов ФФ НГУ, ассистент кафедры высшей метематики ФФ НГУ
  • Дьяченко Александр Иванович, д.ф.-м.н., в.н.с. Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, с.н.с. Лаборатории нелинейных волновых процессов НИЧ НГУ
  • Захаров Владимир Евгеньевич, д.ф.-м.н., профессор, академик РАН, заведующий Лабораторией нелинейных волновых процессов НИЧ НГУ, г.н.с. Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, заведующий сектором математической физики Физического института им. П.Н.Лебедева РАН

Аннотация

Проведен анализ современных операционных моделей прогнозирования ветровых волн. Результаты численных экспериментов по измерению и анализу диссипации однородного волнения поверхности океана в рамках компактного уравнения Захарова показали, что основным механизмом диссипации, наряду с каскадом Колмогорова-Захарова, является образование экстремальных волн и их опрокидывание. Выявлено, что эвристические модели диссипации, используемые в прогностических операционных моделях WAM3 и WAM4 дают завышенный темп диссипации ветровых волн. Численно изучена вероятность возникновения волн-убийц в рамках компактного уравнения Захарова для волн на глубокой воде. Произведено сравнение этой вероятности с вероятностью которую предсказывает линейная модель. Показано, что нелинейные эффекты, а именно модуляционная неустойчивость, приводит к значительному увеличению вероятности появления волн-убийц. «Хвосты» функции распределения высот волн являются гауссовыми, однако дисперсия распределения на порядки больше, чем в линейной модели с таким же уровнем турбулентности.

Публикации

  1. A.I. Dyachenko, D.I. Kachulin, V.E. Zakharov, Statistics of freak waves in numerical tank, Lobachevskii J. Math., 38(5), 888-892 (2017)
  2. A.I. Dyachenko, D.I. Kachulin, V.E. Zakharov, Probability Distribution Functions of Freak Waves: Nonlinear Versus Linear Model, Stud. Appl. Math., 137(2), 189-198 (2016)
  3. A.I. Dyachenko, D.I. Kachulin, V.E. Zakharov, Evolution of one-dimensional wind-driven sea spectra, Письма в ЖЭТФ, 102 (8), 577-581 (2015) [JETP Letters, 102(8), 513-517 (2015)]