Асимптотики дальних полей поверхностных и внутренних гравитационных волн от локальных и нелокальных источников возмущений
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Исследованы дальние поля внутренних гравитационных волн от радиально-симметричного начального возмущения линий равной плотности в слое стратифицированной среды конечной толщины, а также дальние поля поверхностных волн от импульсного источника в однородной жидкости конечной глубины. Получены интегральные представления волновых возмущений. Построены равномерные и неравномерные асимптотические решения, позволяющие описывать амплитудно-фазовую структуру дальних полей поверхностных и внутренних волн. Установлено, что равномерные асимптотики позволяют эффективно рассчитывать дальние волновые поля как вблизи, так и вдали от волнового фронта.

Ключевые слова:
стратифицированная среда, внутренние гравитационные волны, дальние поля, поверхностные волны, равномерные асимптотики, волновой фронт, функция Эйри
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Черкесов Л. В. Гидродинамика поверхностных и внутренних волн. - Киев : Наукова думка, 1976. - С. 364.

2. Abdilghanie A. M., Diamessis P. J. The internal gravity wave field emitted by a stably stratified turbulent wake // Journal of Fluid Mechanics. - 2013. - Vol. 720. - P. 104-139. - DOI:https://doi.org/10.1017/jfm.2012.640

3. Belyaev M. Y., Desinov L. V., Krikalev S. K., et al. Identification of a system of oceanic waves based on space imagery // Journal of Computer and Systems Sciences International. - 2009. - Vol. 48, no. 1. - P. 110-120. - DOI:https://doi.org/10.1134/s1064230709010109

4. Borovikov V. A. Uniform stationary phase method. - London : Institution of Electrical Engineers, 1994. - P. 233.

5. Broutman D., Brandt L., Rottman J. W., et al. A WKB derivation for internal waves generated by a horizontally moving body in a thermocline // Wave Motion. - 2021. - Vol. 105. - P. 102759. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2021.102759

6. Bulatov V. V., Vladimirov I. Y. Uniform Asymptotics of Internal Gravitational Wave Fields from an Initial Radially Symmetric Perturbation // Fluid Dynamics. - 2021a. - Vol. 56, no. 8. - P. 1112-1118. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0015462821080103

7. Bulatov V. V., Vladimirov Y. V. Asymptotics of the Far Fields of Internal Gravity Waves Excited by a Source of Radial Symmetry // Fluid Dynamics. - 2021b. - Vol. 56, no. 5. - P. 672-677. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0015462821050013

8. Bulatov V. V., Vladimirov Y. V., Vladimirov I. Y. Far fields of internal gravity waves from a source moving in the ocean with an arbitrary buoyancy frequency distribution // Russian Journal of Earth Sciences. - 2019. - Vol. 19, no. 5. - P. 1-9. - DOI:https://doi.org/10.2205/2019es000667

9. Bulatov V. V., Vladimirov Y. V., Vladimirov I. Y. Uniform and Nonuniform Asymptotics of Far Surface Fields from a Flashed Localized Source // Fluid Dynamics. - 2021a. - Vol. 56, no. 7. - P. 975-980. - DOI:https://doi.org/10.1134/s001546282107003x

10. Bulatov V. V., Vladimirov Y. V., Vladimirov I. Y., et al. Features of the Phase Structure of Internal Gravity Waves Generated by a Moving Source // Doklady Earth Sciences. - 2021b. - Vol. 501, no. 1. - P. 959-962. - DOI:https://doi.org/10.1134/s1028334x21090051

11. Bulatov V., Vladimirov Y. Generation of Internal Gravity Waves Far from Moving Non-Local Source // Symmetry. - 2020. - Vol. 12, no. 11. - P. 1899. - DOI:https://doi.org/10.3390/sym12111899

12. Bulatov V., Vladimirov Y. Far Fields of Internal Gravity Waves under Fast Density Variation in a Radial Symmetry Source // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. - 2021c. - Vol. 57, no. 6. - P. 614-618. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0001433821050029

13. Chai J., Wang Z., Yang Z., et al. Investigation of internal wave wakes generated by a submerged body in a stratified flow // Ocean Engineering. - 2022. - Vol. 266. - P. 112840. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112840

14. Chen X.-B., Wu G. X. On singular and highly oscillatory properties of the Green function for ship motions // Journal of Fluid Mechanics. - 2001. - Vol. 445. - P. 77-91. - DOI:https://doi.org/10.1017/s0022112001005481

15. Dobrokhotov S. Y., Grushin V. V., Sergeev S. A., et al. Asymptotic theory of linear water waves in a domain with nonuniform bottom with rapidly oscillating sections // Russian Journal of Mathematical Physics. - 2016. - Vol. 23, no. 4. - P. 455-474. - DOI:https://doi.org/10.1134/s1061920816040038

16. Fröman N., Fröman P. O. Physical Problems Solved by the Phase-Integral Method. - Cambridge: Cambridge University Press, 2002. - P. 214. - DOI:https://doi.org/10.1017/cbo9780511535086

17. Gnevyshev V., Badulin S. Wave patterns of gravity-capillary waves from moving localized sources // Fluids. - 2020. - Vol. 5, no. 4. - P. 219. - DOI:https://doi.org/10.3390/fluids5040219

18. Gushchin V. A., Matyushin P. V. Simulation and study of stratified flows around finite bodies // Computational Mathematics and Mathematical Physics. - 2016. - Vol. 56, no. 6. - P. 1034-1047. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0965542516060142

19. Haney S., Young W. R. Radiation of internal waves from groups of surface gravity waves // Journal of Fluid Mechanics. - 2017. - Vol. 829. - P. 280-303. - DOI:https://doi.org/10.1017/jfm.2017.536

20. Kharif C., Pelinovsky E., Slunyaev A. Rogue Waves in the Ocean. - Springer Berlin Heidelberg, 2009. - P. 260. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-540-88419-4

21. Khimchenko E. E., Frey D. I., Morozov E. G. Tidal internal waves in the Bransfield Strait, Antarctica // Russian Journal of Earth Sciences. - 2020. - Vol. 20, no. 2. - P. 1-6. - DOI:https://doi.org/10.2205/2020es000711

22. Kravtsov Y. A., Orlov Y. I. Caustics, Catastrophes and Wave Fields. - Springer Berlin Heidelberg, 1993. - P. 228. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-642-59887-6

23. Lighthill M. J. Waves in fluids. - Cambridge University Press, 1978. - P. 524.

24. Matyushin P. V. Process of the Formation of Internal Waves Initiated by the Start of Motion of a Body in a Stratified Viscous Fluid // Fluid Dynamics. - 2019. - Vol. 54, no. 3. - P. 374-388. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0015462819020095

25. Mei C. C., Stiassnie M., Yue D. K. Theory and applications of ocean surface waves. - London: World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 2018. - P. 1240.

26. Miropol’sky Y. Z. Dynamics of Internal Gravity Waves in the Ocean / ed. by O. D. Shishkina. - Springer Netherlands, 2001. - P. 406. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-94-017-1325-2.

27. Morozov E. G. Oceanic Internal Tides: Observations, Analysis and Modeling. - Springer International Publishing, 2018. - P. 317. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-73159-9

28. Morozov E. G., Tarakanov R. Y., Frey D. I., et al. Bottom water flows in the tropical fractures of the Northern Mid-Atlantic Ridge // Journal of Oceanography. - 2018. - Vol. 74, no. 2. - P. 147-167. - DOI:https://doi.org/10.1007/s10872-017-0445-x

29. Özsoy E. Geophysical Fluid Dynamics II. - Springer International Publishing, 2021. - P. 323. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-74934-7

30. Pedlosky J. Waves in the Ocean and Atmosphere. - Springer Berlin Heidelberg, 2003. - P. 260. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-662-05131-3.

31. Sutherland B. R. Internal Gravity Waves. - Cambridge University Press, 2010. - P. 394. - DOI:https://doi.org/10.1017/cbo9780511780318.

32. Svirkunov P. N., Kalashnik M. V. Phase patterns of dispersive waves from moving localized sources // Physics-Uspekhi. - 2014. - Vol. 57, no. 1. - P. 80-91. - DOI:https://doi.org/10.3367/ufne.0184.201401d.0089.

33. The Ocean in Motion / ed. by M. G. Velarde, R. Y. Tarakanov, A. V. Marchenko. - Springer International Publishing, 2018. - P. 625. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-71934-4.

34. Voelker G. S., Myers P. G., Walter M., et al. Generation of oceanic internal gravity waves by a cyclonic surface stress disturbance // Dynamics of Atmospheres and Oceans. - 2019. - Vol. 86. - P. 116-133. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.dynatmoce.2019.03.005.

35. Wang J., Wang S., Chen X., et al. Three-dimensional evolution of internal waves reflected from a submarine seamount // Physics of Fluids. - 2017. - Vol. 29, no. 10. - P. 106601. - DOI:https://doi.org/10.1063/1.4986167.

36. Watson G. N. A treatise on the theory of Bessel functions. - Cambridge University Press, 1995. - P. 804.

37. Wehausen J. V., Laitone E. V. Surface waves. Vol. 9. - Springer Verlag, 1960. - P. 446-778.

Войти или Создать
* Забыли пароль?