Influence of the Non-Traditional Approximation on Momentum Transfer by Internal Waves in a Shear Flow

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

The Boussinesq approximation considers free internal waves in a plane-parallel stratified flow, taking into account the Earth's rotation. An analytically resolvable model with a linear flow velocity profile and uniform stratification is considered, when the wave propagates perpendicular to the flow. It is shown that taking into account the contribution of the horizontal component of the angular velocity of the Earth's rotation due to the Coriolis force (non-traditional approximation) practically does not change the dispersion curves, however, the vertical wave momentum flux vw¯ increases slightly. The effect intensifies as you approach the equator. In the non-traditional approximation, the vertical momentum flux vw¯ is not zero even in the absence of flow, while in the traditional approximation it is zero.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

A. Slepyshev

Marine Hydrophysical Institute of the RAS

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: slep55@mail.ru
Ресей, 2, Kapitanskaya St., Sevastopol, 299011

M. Schadt

Sevastopol Branch of Lomonosov Moscow State University

Email: slep55@mail.ru
Ресей, 7, Geroi Sevastopolya St., Sevastopol, 299001

Әдебиет тізімі

  1. Анкудинов Н.О., Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в двумерном потоке // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2021. № 3. С. 39–47.
  2. Бадулин С.И., Василенко В.М., Яремчук М.И. Об особенности интерпретации квазиинерционных движений на примере данных эксперимента Мегаполигон // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. № 6. С. 638–647.
  3. Борисенко Ю.Д., Воронович А.Г., Леонов А.И., Миропольский Ю. З. К теории нестационарных слабонелинейных внутренних волн в стратифицированной жидкости // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. I976. T. 12. №3. С. 293–301
  4. Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред. М.: Наука. 1982. 337 с.
  5. Езерский А.Б., Папко В.В. Лабораторное исследование крупномасштабных потенциальных течений, индуцируемых пакетом поверхностных волн // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1986. Т. 22. № 9. С. 979–986.
  6. Каменкович В.М., Кулаков А.В. К вопросу о влиянии вращения на волны в стратифицированном океане // Океанология. 1977. Т. 17. № 3. С. 400–410.
  7. Каменкович В.М. Основы динамики океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. С. 128.
  8. Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. М.: Мир, 1981. Ч. 1. 480 с. Ч. 2. 363 с.
  9. Мак-Интайр М. Миф о «волновом импульсе» // Современная гидродинамикака. Успехи и проблемы. М.: Мир, 1984. С. 454–476.
  10. Миропольский Ю.З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Л.: Гидрометеоиздат. 1981. 302 с.
  11. Островский Л.А., Потапов А.И. Введение в теорию модулированных волн. М.: Физматлит, 2003. С. 92.
  12. Охотников И.Н., Пантелеев Н.А. Сдвиговая неустойчивость внутренних волн и вертикальный обмен в океане // Морской гидрофизический журнал. 1985. № 3. С. 13–20.
  13. Подымов О.И., Зацепин А.Г., Островский А.Г. Вертикальный турбулентный обмен в черноморском пикноклине и его связь с динамикой вод // Океанология. 2017. Т. 57. № 4. С. 546–559. https://doi.org/10.7868/S0030157417040049
  14. Резник Г.М. Волновые движения в устойчиво-нейтрально стратифицированном океане // Океанология. 2015. Т. 55. № 6. С. 875–882.
  15. Самодуров А.С., Любицкий А.А., Пантелеев Н.А. Вклад опрокидывающихся внутренних волн в структурообразование, диссипацию энергии и вертикальную диффузию в океане // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 3. С. 14–27.
  16. Слепышев А.А., Лактионова Н.В. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в сдвиговом потоке // Изв. РАН Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 6. С. 194–200.
  17. Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами при учете турбулентной вязкости и диффузии // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2016. Т. 52. № 3. С. 342–349.
  18. Степанянц Ю.А., Фабрикант А.Л. Распространение волн в сдвиговых потоках. М.: Наука. Физматлит, 1996. 240 с.
  19. Фабрикант А.Л. Импульс волнового пакета в среде и индуцированные средние течения. Препринт № 183 ИПФ АН СССР. Горький, 1988. 20 с.
  20. Bulatov V.V., Vladimirov Yu.V. Dynamics of internal gravity waves in the ocean with shear flows // Russian Journal of Earth Sciences. 2020. V. 20. ES4004. doi: 10.2205/2020ES000732
  21. Gerkema T, Shrira V.I. Near-inertial waves in the ocean: beyond the traditional approximation // J. Fluid Mech. 2005. V. 52. P. 195–219.
  22. Gerkema T., Shrira V.I. Near-inertial waves on the ‘‘nontraditional’’ b-plane // Journal Geophys.Res. 2005. V.110. C01003. doi: 10.1029/2004JC002519
  23. Grimshaw R. The modulation of an internal gravity wave packet and the resonance with the mean motion // Stud. In Appl. Math. 1977. V. 56. Р. 241–266. doi.org/10.1002/sapm1977563241
  24. Ivanov A.V., Ostrovsky L.A., Soustova I.A., Thimring L.Sh. Interaction of internal waves and turbulenсе in the upper layer of the ocean // Dynamics of Atmosheres and Ocean. 1984. V. 3. № 7. P. 221–232
  25. Jones W.L. Propagation of internal waves in fluids with shear flow and rotation // J. Fluid Mech. 1967. V. 30. Pt. 3. P. 439–448. doi: 10.1017/S0022112067001521
  26. Longuet-Higgins M.S. On the transport of mass by time varying ocean current // Deep-Sea Research 1969. V. 16. № 5. P. 431–447. doi.org/10.1016/0011-7471(69)90031-X
  27. Saint-Guily, B. On internal waves: Effects of the horizontal component of the Earthʼs rotation and of a uniform current // Dtsch. Hydrogr. Z. 1970. V. 23. P. 16–23.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Dispersion curves of the first three modes.

Жүктеу (91KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Vertical wave flow profile of the pulse uw with and without considering fc.

Жүктеу (79KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Profiles of the vertical wave flux of the momentum vw taking into account fc (1) and without it (2).

Жүктеу (84KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Vertical wave flux profiles of the pulse vw in the horizontally inhomogeneous (1) and horizontally homogeneous (2) in mean density case.

Жүктеу (83KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Dependence on the vertical coordinate of the wave flux of momentum vw in the presence of current (1) and in its absence (2).

Жүктеу (80KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Dependence on latitude of the relative deviation of the maxima of the flux moduli vw with and without taking into account fc.

Жүктеу (50KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қол жетімді Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.