Прямое численное моделирование аттракторов внутренних волн стратифицированной жидкости в трапециедальной области с колеблющейся вертикальной стенкой

  • К. Брузе (Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon, France)
  • Т. Доксуа (Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon, France)
  • Е. Ерманюк (Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия; Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon, France)
  • С. Жубо (Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon, France)
  • M. Крапошин (ИСП РАН; НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия)
  • И. Сибгатуллин (ИСП РАН; Механико-математический факультет и институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова; Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия)
Аннотация.

Проведено прямое численное моделирование формирования аттрактора внутренних гравитационных волн в стратифицированной жидкости с помощью двух численных алгоритмов. Математическая постановка задачи соответствует экспериментам по возбуждению внутренних волн через вертикальный волнопродуктор в трапецеидальном контейнере с раствором соли. Показано, что двумерные численные расчеты хорошо воспроизводят экспериментальные данные при учете изменения линейного профиля солености у свободной поверхности. При этом амплитуда колебаний в численных расчетах увеличена за счет потерь энергии волнопродуктора в трехмерном контейнере. Несмотря на то, что общий вид аттрактора хорошо воспроизводится как методом спектральных элементов, так и методом конечных объемов, в профилях скоростей имеются отличия у левой границы. Это требует дальнейшего исследования, поскольку такие отличия могут влиять на нелинейную динамику волн при развитии неустойчивостей.

Ключевые слова: аттрактор; инерционные волны; гравитационные волны; прямое численное моделирование.
Издание: Труды Института системного программирования РАН, том 26, вып. 5, 2014, стр. 117-142.
DOI: DOI: 10.15514/ISPRAS-2014-26(5)-6
ISSN: ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print)