Численное исследование статистических характеристик развивающегося волнения
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Проведены долгопериодные расчёты эволюции трёхмерных волн, начиная от ранней стадии и заканчивая стабилизацией энергии, на основе фазо-разрешающей двухмерной модели. Анализируется эволюция основных интегральных характеристик и спектральных характеристик, а также распределение вероятности для поля возвышения и вертикальной скорости. На примере первых четырёх статистических моментов для нормированных полей возвышения и поверхностной вертикальной скорости показано, что волновое поле, по-видимому, обладает свойством автомодельности, т. е. независимостью статистической структуры поля от степени развития волн. Этот вывод подтверждён расчётами с трёхмерной моделью

Ключевые слова:
фазо-разрешающее моделирование, волновой спектр, ветровые волны, приток энергии, диссипация волновой энергии, статистические характеристики волн
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Babanin A. Breaking and Dissipation of Ocean Surface Waves. — Cambridge University Press, 2011. — DOI:https://doi.org/10.1017/CBO9780511736162.

2. Causon D. M., Mingham C. G., Qian L. Developments in multi-fluid finite volume free surface capturing methods // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 397—427. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0011.

3. Chalikov D. Correction to: Accelerated reproduction of 2-D periodic waves // Ocean Dynamics. — 2021a. — Т. 71, № 4. — С. 491—491. — DOI:https://doi.org/10.1007/s10236-021-01450-3

4. Chalikov D. High-Resolution Numerical Simulation of Surface Wave Development under the Action of Wind // Geophysics and Ocean Waves Studies. — IntechOpen, 2021b. — DOI:https://doi.org/10.5772/intechopen.92262.

5. Chalikov D. V. Numerical Modeling of Sea Waves. — Springer International Publishing, 2016. — DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319- 32916-1.

6. Ducrozet G., Bonnefoy F., Le Touz´e D. и др. 3-D HOS simulations of extreme waves in open seas // Natural Hazards and Earth System Sciences. — 2007. — Т. 7, № 1. — С. 109—122. — DOI:https://doi.org/10.5194/nhess-7-109-2007.

7. Ducrozet G., Bonnefoy F., Le Touz´e D. и др. HOS-ocean: Open-source solver for nonlinear waves in open ocean based on High-Order Spectral method // Computer Physics Communications. — 2016. — Т. 203. — С. 245—254. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.02.017.

8. Engsig-Karup A. P., Bingham H. B., Lindberg O. An efficient flexible-order model for 3D nonlinear water waves // Journal of Computational Physics. — 2009. — Т. 228, № 6. — С. 2100—2118. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jcp.2008.11.028.

9. Engsig-Karup A. P., Madsen M. G., Glimberg S. L. A massively parallel GPU-accelerated model for analysis of fully nonlinear free surface waves // International Journal for Numerical Methods in Fluids. — 2011. — Т. 70, № 1. — С. 20—36. — DOI:https://doi.org/10.1002/fld.2675.

10. Fructus D., Clamond D., Grue J. и др. An efficient model for three-dimensional surface wave simulations // Journal of Computational Physics. — 2005. — Т. 205, № 2. — С. 665—685. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jcp.2004.11.027.

11. Greaves D. Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 357—396. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0010.

12. Issa R., Violeau D., Lee E.-S. и др. Modelling nonlinear water waves with RANS and LES SPH models // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 497—537. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0014.

13. Kim K. S., Kim M. H., Park J.-C. Development of Moving Particle Simulation Method for Multiliquid-Layer Sloshing // Mathematical Problems in Engineering. — 2014. — Т. 2014. — С. 1—13. — DOI:https://doi.org/10.1155/2014/350165.

14. Kim Y. J., Baek H. M., Yang Y. J. и др. A Study on the High-Order Spectral Model Capability to Simulate a Fully Developed Nonlinear Sea States // Journal of Ocean Engineering and Technology. — 2023. — Т. 37, № 1. — С. 20—30. —DOI:https://doi.org/10.26748/KSOE.2022.034.

15. Lubin P., Caltagirone J.-P. Large eddy simulation of the hydrodynamics generated by breaking waves // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 575—604. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0016.

16. Ma Q. W., Yan S. Qale-FEM method and its application to the simulation of free responses of floating bodies and overturning waves // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 165—202. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0005.

17. Miles J. W. On the generation of surface waves by shear flows // Journal of Fluid Mechanics. — 1957. — Т. 3, № 02. — С. 185. — DOI:https://doi.org/10.1017/S0022112057000567.

18. Thomas L. H. Elliptic problems in linear differential equations over a network. — Columbia University (New York) : Watson Scientific Computing Laboratory Report, 1949.

19. Tolman H. L. User Manual and System Documentation of WAVEWATCH-III Version 3.14. — NOAA/NWS/NCEP/MMAB, 2009. — 220 с.

20. Young D.-L., Wu N.-J., Tsay T.-K. Method of fundamental solutions for fully nonlinear water waves // Advances in Numerical Simulation of Nonlinear Water Waves. — WORLD SCIENTIFIC, 2010. — С. 325—355. — DOI:https://doi.org/10.1142/9789812836502_0009.

Войти или Создать
* Забыли пароль?