155-е заседание семинара
«Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи»
Семинар посвящен рассмотрению различных аспектов математического моделирования физических процессов в атмосфере, гидросфере и деятельном слое суши, связанных с решением задач, возникающих при исследовании проблем изменений климата и природной среды.
Организационный комитет семинара
| Руководители: |
д.ф.-м.н. А.В. Глазунов (ИВМ РАН) д.ф.-м.н. И.А. Репина (ИФА РАН) д.ф.-м.н. В.М.Степаненко (НИВЦ МГУ, Географический ф-т МГУ) |
| Секретарь: |
А.В. Дебольский (НИВЦ МГУ, ИФА РАН). |
ПРОГРАММА СЕМИНАРА
17:15
| Сергеев Д.А. | Институт Прикладной Физики РАН |
| Троицкая Ю.И. | Институт Прикладной Физики РАН |
| Ежова Е.В. | Институт Прикладной Физики РАН |
| Соустова И.А. | Институт Прикладной Физики РАН |
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЛАВУЧИХ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЙ В СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЙ НА СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, В РАМКАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕЧЕНИЙ, ИНДУЦИРОВАННЫХ ЗАГЛУБЛЕННЫМИ СИСТЕМАМИ СБРОСА СТОЧНЫХ ВОД В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ ОКЕАНА.
Изучение динамики плавучих турбулентных струй, имеет важное значения для решение прикладных задач, связанных с загрязнением окружающей среды. Наиболее известными источниками подобных течений антропогенного происхождения в прибрежной зоне океана являются заглубленные системы сброса сточных вод, а в приземном слое атмосферы факелы дымовых труб различных промышленных предприятий и энергетических станций. В настоящей работе исследования были направлены на изучение течений первого типа.
В Большом опытовом бассейне с искусственной температурной стратификацией ИПФ РАН выполнено масштабное лабораторное моделирование нестационарной динамики плавучих турбулентных струй, формирующихся при истечении сточных вод из диффузоров подводных коллекторов. Впервые был продемонстрирован эффект интенсивной генерации внутренних волн при взаимодействии всплывающих струй с пикноклином, за счет возбуждения на ней автоколебаний глобально неустойчивой моды. Результаты детальных измерений полей скорости в струе методом Particle Image Velocimetry позволили выполнить анализ устойчивости полученных профилей скорости течения методом нормальных мод. Показано, что для участков струи с противотоком выполняется условие абсолютной неустойчивости по критерию Бриггса для осесимметричных колебаний струи, что является признаком возбуждения глобально неустойчивой моды. Оценки частот колебаний глобально неустойчивой моды находятся в хорошем количественном согласии с измеренным спектром колебаний струи.
С использованием модифицированного метода Particle Tracing Velocimetry (PTV) в режиме стратификации с мелким термоклином измерены скорости течений, создаваемых внутренними волнами на поверхности воды в бассейне. Развита теоретическая модель, описывающая поля внутренних волн в присутствии струйного течения. Получены дисперсионные соотношения и структуры низших (первой и второй) мод внутренних волн в стратифицированном бассейне при различных скоростях истечения жидкости из модели коллектора. Выполнено разложение экспериментально измеренного поля смещений изотерм по системе собственных мод внутренних волн. Показано, что в экспериментах наблюдается смешанный режим возбуждения внутренних волн, когда одновременно существуют первая и вторая моды.
Проведено сопоставление характеристик возмущений в толще жидкости и на ее поверхности. Проведенный анализ позволил доказать, что поля скорости на поверхности действительно представляют собой поверхностные проявления внутренних волн.
Заседание семинара пройдет в форме вебинара на платформе Zoom.
Ссылка на конференцию Zoom (2 июня с 17:15):
Topic: семинар "Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи".
Time: June 2, 2022 05:15 PM Moscow (GMT+3)
Join Zoom Meeting: https://us02web.zoom.us/j/83893848613?pwd=amZMZWZIeU5PbXBielVhZWhNRWttZz09
Meeting ID: 838 9384 8613
Passcode: 843355
Для связи по всем вопросам, касающимся работы семинара, обращайтесь к ученому секретарю Андрею Владимировичу Дебольскому по адресу and.debol@srcc.msu.ru