Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sóng Gravitational Nội Tại Từ Một Nguồn Dao Động Trong Đại Dương
Tóm tắt
Vấn đề phát sinh sóng trọng lực nội tại (IGW) bởi một nguồn nhiễu loạn cục bộ được xem xét. Một nguồn dao động được đặt trong đại dương với các phân bố độ sâu của tần số nổi và dòng chảy cắt nền tùy ý. Các biểu diễn tích phân của các nghiệm được thu được dưới điều kiện ổn định Miles-Howard. Để giải quyết bài toán phổ, một thuật toán số được đề xuất để tính toán các quan hệ phân tán chính, xác định các đặc điểm pha của các sóng được phát sinh. Đối với các phân bố đặc trưng của tần số nổi và dòng chảy cắt nền quan sát thấy trong đại dương, kết quả của các phép tính số về các đường phân tán và các mẫu pha của các trường sóng được trình bày. Sự biến đổi của các mẫu pha của các trường IGW được nghiên cứu số theo các tham số phát sinh khác nhau.
Từ khóa
#sóng trọng lực nội tại #nguồn dao động #đại dương #tần số nổi #dòng chảy cắt nền #ổn định Miles-HowardTài liệu tham khảo
Yu. Z. Miropol’skii, Dynamics of Internal Gravity Waves in the Ocean (Gidrometeoizdat, Leningrad, 1981) [in Russian].
O. Phillips, The Dynamics of the Upper Ocean (Cambridge University Press, London, 1966; Gidrometeoizdat, Leningrad, 1980).
A. L. Fabrikant and Yu. A. Stepanyants, Wave Propagation in Shear Flows (Nauka-Fizmatlit, Moscow, 1996) [in Russian].
J. Pedlosky, Waves in the Ocean and Atmosphere: Introduction to Wave Dynamics (Springer, Berlin, 2010).
B. R. Sutherland, Internal Gravity Waves (Cambridge University Press, Cambridge, 2010).
V. V. Bulatov and Yu. V. Vladimirov, Waves in Stratified Media (Nauka, Moscow, 2015) [in Russian].
V. Vlasenko, N. Stashchuk, and K. Hutter, Baroclinic Tides (Cambridge University Press, New York, 2005).
E. G. Morozov, Oceanic Internal Tides. Observations, Analysis and Modeling (Springer, Berlin, 2018).
The Ocean in Motion, Ed. by M. G. Velarde, R. Yu. Tarakanov, and A. V. Marchenko (Springer, 2018).
M. J. Lighthill, Waves in Fluids (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1977; Mir, Moscow, 1981).
G. B. Whitham, Linear and Nonlinear Waves (Wiley, New York, 1974; Mir, Moscow, 1977).
E. G. Morozov, G. Parrilla-Barrera, M. G. Velarde, and A. D. Scherbinin, “The straits of Gibraltar and Kara Gates: a comparison of internal tides,” Oceanol. Acta 26 (3), 231–241 (2003).
E. G. Morozov, R. Yu. Tarakanov, D. I. Frey, T. A. Demidova, and N. I. Makarenko, “Bottom water flows in the tropical fractures of the Northern Mid-Atlantic Ridge,” J. Oceanogr. 74 (2), 147–167 (2018).
D. I. Frey, A. N. Novigatsky, M. D. Kravchishina, and E. G. Morozov, “Water structure and currents in the Bear Island Trough in July–August 2017,” Russ. J. Earth Sci. 17, ES3003 (2017).
E. E. Khimchenko, D. I. Frey, and E. G. Morozov, “Tidal internal waves in the Bransfield Strait, Antarctica,” Russ. J. Earth. Sci. 20, ES2006 (2020).
J. W. Miles, “On the stability of heterogeneous shear flow,” J. Fluid Mech. 10 (4), 495–509 (1961).
M. Hirota and P. J. Morrison, “Stability boundaries and sufficient stability conditions for stably stratified, monotonic shear flows,” Phys. Lett. A 380 (21), 1856–1860 (2016).
S. Churilov, “On the stability analysis of sharply stratified shear flows,” Ocean Dyn. 68, 867–884 (2018).
J. R. Carpenter, N. J. Balmforth, and G. A. Lawrence, “Identifying unstable modes in stratified shear layers,” Phys. Fluids 22, 054104 (2010).
F. Fraternale, L. Domenicale, G. Staffilan, and D. Tordella, “Internal waves in sheared flows: Lower bound of the vorticity growth and propagation discontinuities in the parameter space,” Phys. Rev. 97 (6), 063102 (2018).
A. A. Gavrileva, Yu. G. Gubarev, and M. P. Lebedev, “The Miles theorem and the first boundary value problem for the Taylor–Goldstein equation,” J. Appl. Ind. Math. 13 (3), 460–471 (2019).
P. I. Bouruet-Aubertot and S. A. Thorpe, “Numerical experiments of internal gravity waves in an accelerating shear flow,” Dyn. Atm. Oceans 29, 41–63 (1999).
V. V. Bulatov and Yu. V. Vladimirov, “Calculation of the eigenfunctions and dispersion curves of the main vertical spectral problem for internal gravity waves,” Mat. Model. 19 (2), 59–68 (2007).
V. A. Borovikov, Uniform Stationary Phase Method. IEE Electromagnetic Waves (Institution of Electrical Engineers, London, 1994).
P. N. Svirkunov and M. V. Kalashnik, “Phase patterns of dispersive waves from moving localized sources,” Phys.-Usp. 57 (1), 80–91 (2014).
D. Broutman and J. Rottman, “A simplified Fourier method for computing the internal wave field generated by an oscillating source in a horizontally moving depth-dependent background,” Phys. Fluids 16, 3682 (2004).
V. Bulatov and Yu. Vladimirov, “Analytical approximations of dispersion relations for internal gravity waves equation with shear flows,” Symmetry 12 (11), 1865 (2020).
V. Bulatov and Yu. Vladimirov, “Internal gravity waves in the ocean with multidirectional shear flows,” Izv., Atmos. Ocean. Phys. 56 (1), 85–91 (2020).
Yu. Kravtsov and Yu. Orlov, Caustics, Catastrophes and Wave Fields (Springer, Berlin, 1999).
V. I. Arnol’d, Wave Fronts and Curve Topology (Fazis, Moscow, 2002) [in Russian].