Влияние пульсаций источника на структуру и внутреннюю динамику интрузионного течения
https://doi.org/10.7868/S2073667319020047
Аннотация
Перевод на англ. яз.: Е.С. Кочеткова, 2019
Структура и внутренняя динамика интрузионного течения изучалась при помощи двумерной численной модели стратифицированных по плотности течений в вертикальной плоскости. Течение в модельном пространстве формировалось за счет притока жидкости промежуточной плотности в двухслойную среду. Приток осуществлялся в виде двух импульсов фиксированного объема с заданным интервалом времени между ними. Начальная стратификация определялась перепадом плотности между слоями равной толщины и толщиной промежуточного слоя. Для идентификации водных масс отдельных импульсов в расчетах использовались индивидуальные поля пассивной примеси. Предложен набор безразмерных параметров, определяющих начальные и граничные условия задачи. Численные эксперименты показали существенное влияние пульсаций расхода источника на эволюцию интрузионного течения. В зависимости от параметров затока может происходить как ускорение, так и замедление горизонтального распространения объема второй интрузии. Приведены примеры различной динамики объема второго импульса при закритических и докритических начальных числах Фруда. Расчеты показывают, что импульсный характер источника в наибольшей степени модифицирует течение при коротком интервале времени между импульсами.
Список литературы
1. Simpson J.E. Gravity currents: In the environment and the laboratory. Cambridge: Cambridge university press, 1997. 244 p.
2. Самолюбов Б.И. Плотностные течения и диффузия примесей. М.: Изд. ЛКИ, 2007. 352 с.
3. Johnson G.C., Lueck R.G., Sanford T.B. Stress on the Mediterranean outflow plume: Part II. Turbulent dissipation and shear measurements // Journal of Physical oceanography. 1994. V. 24, № 10. P. 2084–2092.
4. Baringer M.O. N., Price J.F. Mixing and spreading of the Mediterranean outflow // Journal of Physical Oceanography. 1997. V. 27, № 8. P. 1654–1677.
5. Price J.F., Baringer M.O. N., Lueck R.G., Johnson G.C., Ambar I., Parrilla G., Cantos A., Kennely M.A., Sanford T.B. Mediterranean outflow mixing and dynamics // Science. 1993. V. 259, № 5099. P. 1277–1282.
6. Latif M.A., Özsoy E., Oguz T., Ünlüata Ü. Observations of the Mediterranean inflow into the Black Sea // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1991. V. 38. P. S711–S723.
7. Di Iorio D., Yüce H. Observations of Mediterranean flow into the Black Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999. V. 104, № C2. P. 3091–3108.
8. Jarosz E., Teague W.J., Book J.W., Beşiktepe S. On flow variability in the Bosphorus Strait // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. V. 116, № C8. P. 1–17.
9. Peters H., Johns W., Bower A.S., Fratantoni D.M. Mixing and entrainment in the Red Sea outflow plume. Part I: Plume structure // Journal of Physical Oceanography. 2005. V. 35, № 5. P. 569–583.
10. Käse R.H., Girton J.B., Sanford T.B. Structure and variability of the Denmark Strait Overflow: Model and observations // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108, № C6. P. 1–15.
11. Girton J.B., Sanford T.B. Descent and modification of the overflow plume in the Denmark Strait // Journal of Physical Oceanography. 2003. V. 33, № 7. P. 1351–1364.
12. Macrander A., Käse R.H., Send U., Valdimarsson H., Jónsson S. Spatial and temporal structure of the Denmark Strait Overflow revealed by acoustic observations // Ocean Dynamics. 2007. V. 57, № 2. P. 75–89.
13. Sutherland B.R. Interfacial gravity currents. I. Mixing and entrainment // Physics of Fluids. 2002. V. 14, № 7. P. 2244–2254.
14. Mehta A.P., Sutherland B.R., Kyba P.J. Interfacial gravity currents. II. Wave excitation // Physics of Fluids. 2002. V. 14, № 10. P. 3558–3569.
15. O’Callaghan J., Rickard G., Popinet S., Stevens C. Response of buoyant plumes to transient discharges investigated using an adaptive solver // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2010. V. 115, № C11025. P. 1–17.
16. O’Callaghan J.M., Stevens C.L. Transient river flow into a fjord and its control of plume energy partitioning // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. V. 120, № 5. P. 3444–3461.
17. Гриценко В.А., Юрова А.А. Об основных фазах отрыва придонного гравитационного течения от склона дна // Океанология. 1999. Т. 39, № 2. С. 187–191.
18. Гриценко В.А., Чубаренко И.П. Об особенностях структуры фронтальной зоны придонных гравитационных течений // Океанология, 2010. № 1. С. 26–32.
19. Гриценко В.А. Исследование динамики и внутренней структуры придонных гравитационных течений. Автореф. дисс. на соиск. ст. д.ф.-м.н. Калининград, 1998.
20. Баренблатт Г.И. Анализ размерностей: Уч. пос. М.: МФТИ. 1987. C. 165.
21. Britter R.E., Simpson J.E. Experiments on the dynamics of a gravity current head // Journal of Fluid Mechanics. 1978. V. 88, № 2. P. 223–240.
22. Faust K.M., Plate E.J. Experimental investigation of intrusive gravity currents entering stably stratified fluids // Journal of Hydraulic Research. 1984. V. 22, № 5. P. 315–325.
23. Тернер Дж. Эффекты плавучести в жидкостях. М.: Мир, 1977. 431 с.
24. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. Рипол Классик, 1980. 612 с.
25. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц / Пер. с англ. Липатова А.С. и Полюдова А.Н. М.: Мир, 1987. 638 с.
26. Анучин В.Н., Гриценко В.А., Гриценко И.В. О структуре головной части интрузии в устойчиво стратифицированной жидкости // Океанология. 1990. Т. 30, № 2. С. 216–221.
Рецензия
Для цитирования:
Исаченко И.А. Влияние пульсаций источника на структуру и внутреннюю динамику интрузионного течения. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019;12(2):27-33. https://doi.org/10.7868/S2073667319020047
For citation:
Isachenko I.A. Influence of the source pulsations on the structure and internal dynamics of the intrusion. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2019;12(2):27-33. https://doi.org/10.7868/S2073667319020047
Просмотров:
95
Послать статью по эл. почте 