Прямая (фазо-разрешающая) модель поверхностных волн
https://doi.org/10.59887/2073-6673.2025.18(1)-1
Аннотация
Обсуждается место созданной в Санкт-Петербургском филиале ИО РАН численной модели поверхностных волн TRIDWAVE в вычислительной геофизической гидродинамике. Даётся описание математической формулировки численной модели поверхностных волн в периодической области для бесконечной и конечной глубин. Главной особенностью модели является возможность переключения от подробной трёхмерной схемы к упрощённой двумерной схеме, которая ускоряет вычисления в 10–15 раз. Статистические характеристики результатов, воспроизводимых оригинальным и ускоренным вариантами модели, совпадают с высокой точностью. Даётся описание структуры модели, взаимодействия её блоков, схемы запуска и возобновления счёта и контроля результатов. Описывается динамическая часть программы, осуществляющая решение на каждом шаге по времени и включающиеся по запросу блоки оперативной обработки и регистрации результатов. Описана система регистрации результатов, их состав, даны рекомендации по расширению выдачи. Даются рекомендации по организации обработки полученных результатов после окончания счёта.
Ключевые слова
потенциальные поверхностные волны,
численное моделирование,
ветровые волны,
развитие волн,
диссипация волн,
спектр,
Фурье трансформ метод,
статистические характеристики волн
При поддержке: Исследование выполнено в рамках государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2024-0028.
Об авторах
Д. В. Чаликов
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН ; Университет Мельбурна
Россия
Россия
Чаликов Дмитрий Викторович, ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук, профессор
WoS ResearcherID: AAO-3528-2020, Scopus AuthorID: 57203700718
117997, Москва, Нахимовский проспект, д. 36
3010 Виктория, Австралия
К. В. Фокина
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия
Россия
Фокина Карина Владимировна, младший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук
WoS ResearcherID: MCI-7658-2025, Scopus AuthorID: 57225150215
117997, Москва, Нахимовский проспект, д. 36
Список литературы
1. Чаликов Д.В. Различные подходы к моделированию морских волн // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 1. С. 19–32. doi:10.59887/fpg/u1df-m1x7-1bxg
2. Chalikov D. Numerical modeling of sea waves. Springer, (eBook). 2016. 330 p. doi:10.1007/978-3-319-32916–1
3. Chalikov D. A 2D Model for 3D Periodic Deep-Water Waves // Journal of Marine Science. 2022. Vol. 10, Iss. 3. 410. doi:10.3390/jmse10030410
4. Hasselmann K. On the non-linear energy transfer in a gravity wave spectrum, Part 1 // Journal of Fluid Mechanics. 1962. Vol. 12. P. 481–500. doi:10.1017/S0022112062000373
5. Фокина К.В. Испытания ускоренной двумерной модели поверхностных потенциальных волн // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2023. Т. 16, № 2. С. 34–43. doi:10.59887/2073-6673.2023.16(2)-3
6. Miles J.W. On the generation of surface waves by shear flows // Journal of Fluid Mechanics. 1957. Vol. 3, Iss. 2. P. 185‒204. doi:10.1017/S0022112057000567
7. Chalikov D., Rainchik S. Coupled numerical modelling of wind and waves and the theory of the wave boundary layer / Boundary-Layer Meteorology. 2010. Vol. 138, Iss. 1. P. 1–41. doi:10.1007/s10546-010-9543-7
8. Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations // Monthly Weather Review. 1963. Vol. 91, Iss. 3. P. 99‒164. doi:10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2
9. Hasselmann K., Barnett T.P., Bouws E. Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP) // Deutsches Hydrographische Zeitschrift. 1973. Vol. 8, N 12. P. 1‒95.
Рецензия
Для цитирования:
Чаликов Д.В., Фокина К.В. Прямая (фазо-разрешающая) модель поверхностных волн. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2025;18(1):8-18. https://doi.org/10.59887/2073-6673.2025.18(1)-1
For citation:
Chalikov D.V., Fokina K.V. Direct (phase-resolving) model of surface waves. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2025;18(1):8-18. (In Russ.) https://doi.org/10.59887/2073-6673.2025.18(1)-1
Просмотров:
37
Послать статью по эл. почте 