1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Прикладная математика и механика
  4. T. 87, № 3, 2023

Прикладная математика и механика, 2023, T. 87, № 3, стр. 442-453

Прямые и обратные задачи динамики поверхностного волнения, вызванного обтеканием подводного препятствия

Д. Ю. Князьков 1, *, В. Г. Байдулов 1, **, А. С. Савин 2, ***, А. С. Шамаев 1, ****

1 Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Москва, Россия

2 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Москва, Россия

* E-mail: dmitri.knyazkov@gmail.com
** E-mail: bayd@ipmnet.ru
*** E-mail: assavin@list.ru
**** E-mail: sham@rambler.ru

Поступила в редакцию 01.03.2023
После доработки 15.04.2023
Принята к публикации 24.04.2023

Аннотация

В работе представлены алгоритмы и результаты расчетов динамики поверхностного слоя жидкости под действием вышедших из глубины течений. Исследуются несколько подходов к моделированию поля скоростей при обтекании горизонтальным потоком неподвижного подводного препятствия. Предложены формулы для расчета поля скоростей на свободной поверхности идеальной однородной жидкости. Разработана компьютерная программа, позволяющая моделировать взаимодействие потока стратифицированной жидкости с подводным препятствием. Исследована возможность применения асимптотических формул приближения дальней зоны для расчета поля скоростей в равномерно стратифицированной жидкости.

Ключевые слова: стратифицированная жидкость, идеальная жидкость, обтекание, поле скоростей, поверхностные волны

Список литературы

  1. Нестеров С.В., Шамаев А.С., Шамаев С.И. Методы, алгоритмы и средства аэрокосмической компьютерной томографии приповерхностного слоя Земли. М.: Научный мир, 1996. 272 с.

  2. Гавриков А.А., Князьков Д.Ю., Романова А.В. и др. Моделирование влияния волнения поверхности на спектр собственного излучения океана // Прогр. системы: теория и прил. 2016. Т. 7. Вып. 2 (29). С. 73–84.

  3. Булатов М.Г., Кравцов Ю.А., Лаврова О.Ю. и др. Физические механизмы формирования аэрокосмических радиолокационных изображений океана // УФН. 2003. Т. 173. № 1. С. 69–87.

  4. Jackson C.R., da Silva J.C.B., Jeans G. et al. Nonlinear internal waves in synthetic aperture radar imagery // Oceanogr. 2013. V. 26. № 2. P. 68–79.

  5. Baydulov V.G., Knyazkov D., Shamaev A.S. Motion of mass source in stratified fluid // J. Phys.: Conf. Ser. V. 2224. 2021 2nd Int. Symp. on Automation, Information and Computing (ISAIC 2021) 03/12/2021–06/12/2021 Online. P. 012038. 2022.

  6. Ulaby F.T., Moore R.K., Fung A.K. Microwave Remote Sensing. Active and Passive. Massachusetts: Addison-Wesley Pub., 1981. 456 р.

  7. Knyazkov D. Web-interface for HPC computation of a plane wave diffraction on a periodic layer // Lobachevskii J. Math. 2017. V. 38. № 5. P. 936–939.

  8. Knyazkov D. Diffraction of plane wave at 3-dimensional periodic layer // AIP Conf. Proc. 2018. V. 1978. P. 470075-1-4. https://doi.org/10.1063/1.5044145

  9. Байдулов В.Г. О решении обратной задачи движения источника в стратифицированной жидкости // Волны и вихри в сложных средах: 12-я межд. конф. – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г. М.: ООО ИСПОпринт, 2021. С. 31–35.

  10. Матюшин П.В. Процесс формирования внутренних волн, инициированный началом движения тела в стратифицированной вязкой жидкости // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 3. С. 83–97.

  11. Voisin B. Internal wave generation in uniformly stratified fluids. Pt. 2. Moving point sources // J. Fluid Mech. 1994. V. 261. P. 333–374.

  12. Voisin B. Lee waves from a sphere in a stratified flow // J. Fluid Mech. 2007. V. 574. P. 273–315.

  13. Scase M.M., Dalziel S.B. Internal wave fields and drag generated by a translating body in a stratified fluid // J. Fluid Mech. 2004. V. 498. P. 289–313.

  14. Scase M.M., Dalziel S.B. Internal wave fields generated by a translating body in a stratified fluid: an experimental comparison // J. Fluid Mech. 2006. V. 564. P. 305–331.

  15. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.

  16. Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. М.: Наука, 1977. 815 с.

  17. Горелов А.М., Носов В.Н., Савин А.С., Савина Е.О. Метод расчета поверхностных возмущений над точечным источником и диполем // Изв. РАН. МЖГ. 2009. № 1. С. 203–207.

  18. Bulatov V.V., Vladimirov Yu.V.  A General Approach to Ocean Wave Dynamics Research: Modelling, Asymptotics, Measurements. M.: OntoPrint, 2019. 587 р.

  19. Galassi M., Davies J., Theiler J. et al. GNU Scientific Library Reference Manual (3rd Ed.). Network Theory Ltd., 2009. 592 р.

  20. Saad Y., Schultz M.H. GMRES: A Generalized Minimal Residual Algorithm for Solving Nonsymmetric Linear Systems // SIAM J. on Sci.&Statist. Comput. 1986. V. 7. № 3. P. 856–869.

  21. Чашечкин Ю.Д., Гуменник Е.В., Сысоева Е.Я. Трансформация плотностного поля трехмерным телом, движущимся в непрерывно стратифицированной жидкости // ПМТФ. 1995. № 1. С. 20–32.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Прикладная математика и механика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал