hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-1003Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREАномальное усиление волны вблизи вертикальной преградыAbnormal Intensification of a Wave near a Vertical BarrierПелиновскийЕ. Н.PelinovskyE. N.

Нижний Новгород

pelinovsky@hydro.appl.sci-nnov.ruШургалинаЕ. Г.ShurgalinaE. G.

Нижний Новгород

Институт прикладной физики РАНRussian Federation201027112022042938Copyright © Пелиновский Е.Н., Шургалина Е.Г., 20222022Пелиновский Е.Н., Шургалина Е.Г.Pelinovsky E.N., Shurgalina E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1003

Рассмотрен один из возможных механизмов появления волн-убийц вблизи вертикальной преграды, основанный на дисперсионном фокусировании волновых пакетов, распространяющихся в одном направлении. Этот механизм связан с дисперсией волн на воде и проявляется в интерференции многих спектральных компонент, движущихся с различными групповыми скоростями. В рамках линейной теории получены решения, описывающие формирование одиночной волны из частотно-модулированных волновых пакетов и при случайном ветровом волнении. Показано, что для типичных условий глубокого моря характерное время жизни аномальной волны в рамках данного механизма составляет примерно 1,5–2 минуты, поэтому такое скоротечное явление трудно предсказать и принять необходимые меры по обеспечению безопасности. При этом волнаубийца быстро меняет свою форму от высокого гребня до глубокой впадины.

One of the possible mechanisms of freak-waves emergence near a vertical barrier, based on the dispersive focusing of unidirectional wave packets is analyzed. This mechanism is associated with the frequency dispersion of water waves and manifested in the interference of many spectral components, moving with different group velocities. Formation of a single freak wave in a random wind wave field is considered in the frame of linear theory. The characteristic lifetime of an abnormal wave in the framework of this mechanism for typical conditions is approximately two minutes, thus such a rapid effect is difficult to predict and prepare for. A rogue wave quickly changes its shape from a high ridge to a deep depression.

волны на водеветровое волнениеволны-убийцыдисперсионное фокусированиеwater waveswind wavesfreak wavesdispersive focusingReferencesКуркин А.А., Пелиновский Е.Н. Волны-убийцы: факты, теория и моделирование. Н.Новгород: ННГУ, 2004. 157 c.Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. Волны-убийцы: факты, теория и моделирование. Н.Новгород: ННГУ, 2004. 157 c.Лавренов И.В. Математическое моделирование ветрового волнения в пространственно-неоднородном океане. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 500 c.Лавренов И.В. Математическое моделирование ветрового волнения в пространственно-неоднородном океане. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 500 c.Kharif Ch., Pelinovsky E., Slunyaev A. Rogue Waves in the Ocean // Springer. 2009. P.216.Kharif Ch., Pelinovsky E., Slunyaev A. Rogue Waves in the Ocean // Springer. 2009. P.216.Бадулин С., Иванов А., Островский А. Влияние гигантских волн на безопасность морской добычи и транспортировки углеводородов // Технологии ТЭК. 2005. С.56–62.Бадулин С., Иванов А., Островский А. Влияние гигантских волн на безопасность морской добычи и транспортировки углеводородов // Технологии ТЭК. 2005. С.56–62.Дивинский Б.В., Левин Б.В., Лопатухин Л.И., Пелиновский Е.Н., Слюняев А.В. Аномально высокая волна в Черном море: наблюдения и моделирование // ДАН. 2004. Т.395. № 5. С.690–695.Дивинский Б.В., Левин Б.В., Лопатухин Л.И., Пелиновский Е.Н., Слюняев А.В. Аномально высокая волна в Черном море: наблюдения и моделирование // ДАН. 2004. Т.395. № 5. С.690–695.Лавренов И.В. Встреча с «волной-убийцей» // Морской флот. 1985. № 12. С.28–30.Лавренов И.В. Встреча с «волной-убийцей» // Морской флот. 1985. № 12. С.28–30.Лопатухин Л.И., Бухановский А.В., Дивинский Б.В., Рожков В.А. О необычных волнах в океанах и морях // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2003. Вып.26. С.65–73.Лопатухин Л.И., Бухановский А.В., Дивинский Б.В., Рожков В.А. О необычных волнах в океанах и морях // Науч.-техн. сб. Российского морского регистра судоходства. 2003. Вып.26. С.65–73.Didenkulova, I.I., Slunyaev, A.V., Pelinovsky, E.N., Kharif, Ch. Freak Waves in 2005 // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2006. V.6. P.1007–1015.Didenkulova, I.I., Slunyaev, A.V., Pelinovsky, E.N., Kharif, Ch. Freak Waves in 2005 // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2006. V.6. P.1007–1015.Liu P.C. A chronology of freaque wave encounters // Geofizika. 2007. V.24, No.1.Liu P.C. A chronology of freaque wave encounters // Geofizika. 2007. V.24, No.1.Пелиновский Е.Н., Хариф К. Дисперсионное сжатие волновых пакетов как механизм возникновения аномально высоких волн на поверхности океана // Изв. Акад. инженерных наук. 2000. Т.1. С.50–61.Пелиновский Е.Н., Хариф К. Дисперсионное сжатие волновых пакетов как механизм возникновения аномально высоких волн на поверхности океана // Изв. Акад. инженерных наук. 2000. Т.1. С.50–61.Пелиновский Е.Н., Слюняев А.В., Талипова Т.Г., Хариф К. Нелинейное параболическое уравнение и экстремальные волны на морской поверхности // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2003. Т.46. № 7. С.499–512.Пелиновский Е.Н., Слюняев А.В., Талипова Т.Г., Хариф К. Нелинейное параболическое уравнение и экстремальные волны на морской поверхности // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2003. Т.46. № 7. С.499–512.Kharif Ch., Pelinovsky E., Talipova T., Slunyaev A. Focusing of nonlinear wave group in deep water // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т.73. № 4. С.190–195.Kharif Ch., Pelinovsky E., Talipova T., Slunyaev A. Focusing of nonlinear wave group in deep water // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т.73. № 4. С.190–195.Brown M.G., Jensen A. Experiments on focusing unidirectional water waves // J. Geophys. Res. 2001. V.106. No.C8. P.16917–16928.Brown M.G., Jensen A. Experiments on focusing unidirectional water waves // J. Geophys. Res. 2001. V.106. No.C8. P.16917–16928.Clauss G. Dramas of the sea: episodic waves and their impact on offshore structures // Applied Ocean Res. 2002. V.24. P.147–161.Clauss G. Dramas of the sea: episodic waves and their impact on offshore structures // Applied Ocean Res. 2002. V.24. P.147–161.Johannessen T.B., Swan C. A laboratory study of the focusing of transient and directionally spread surface water waves // Proc. Royal Soc. London. 2001. V.A457. P.971–1006.Johannessen T.B., Swan C. A laboratory study of the focusing of transient and directionally spread surface water waves // Proc. Royal Soc. London. 2001. V.A457. P.971–1006.Kharif, Ch., Giovanangeli, J-P., Touboul, J., Grare, L., and Pelinovsky, E.N. Influence of wind on extreme wave events: Experimental and numerical approaches // JFM. 2008. V.594. P.209–247.Kharif, Ch., Giovanangeli, J-P., Touboul, J., Grare, L., and Pelinovsky, E.N. Influence of wind on extreme wave events: Experimental and numerical approaches // JFM. 2008. V.594. P.209–247.Clauss G., Bergmann J. Gaussian wave packets: a new approach to seakeeping tests of ocean structures // Applied Ocean Res. 1986. V.8. P.190–206.Clauss G., Bergmann J. Gaussian wave packets: a new approach to seakeeping tests of ocean structures // Applied Ocean Res. 1986. V.8. P.190–206.Magnusson A.K., Donelan M.A., Drennan W.M. On estimating extremes in an evolving wave field // Coastal Engineering. 1999. V.36. P.147–163.Magnusson A.K., Donelan M.A., Drennan W.M. On estimating extremes in an evolving wave field // Coastal Engineering. 1999. V.36. P.147–163.Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977. 622 с.Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977. 622 с.Талипова Т.Г., Пелиновский Е.Н. Моделирование «волны Лавренова» на поверхности неглубокого моря // Сб.науч.тр. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2009. № 2 (4). С.30–36.Талипова Т.Г., Пелиновский Е.Н. Моделирование «волны Лавренова» на поверхности неглубокого моря // Сб.науч.тр. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2009. № 2 (4). С.30–36.Pelinovsky, E., Kharif, C., and Talipova, T. Large-amplitude long wave interaction with a vertical wall // European J. Mechanics – B/Fluids. 2008. V.27. No.4. P.409–418.Pelinovsky, E., Kharif, C., and Talipova, T. Large-amplitude long wave interaction with a vertical wall // European J. Mechanics – B/Fluids. 2008. V.27. No.4. P.409–418.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.