Взаимодействие уединенных внутренних волн при фронтальном столкновении

Abstract

Численно исследуется динамика и энергетика фронтального столкновения уединенных внутренних волн, распространяющихся в жидкости с двухслойной стратификацией. Расчеты проводятся в рамках уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеска с использованием негидростатической модели. Показано, что взаимодействие волн большой амплитуды приводит к сдвиговой неустойчивости и формированию вихрей Кельвина-Гельмгольца в слое раздела.

Чисельно досліджується динаміка та енергетика трансформації внутрішніх відокремлених хвиль великої амплітуди, що розповсюджуються в рідині з двошаровою стратифікацією. Розрахунки проводяться в рамках рівнянь Нав'є-Стокса у наближенні Буссінеска з використанням негідростатічної моделі. Показано, що взаємодія хвиль великої амплітуди призводить до сдвиговой нестійкості та формування вихорів Кельвіна-Гельмгольца в шарі розділу.

The dynamics and energy transformation of internal solitary waves of large amplitude, propagating in a fluid with two-layer stratification are investigated numerically. Calculations are performed in frame of the Navier-Stokes equations in the Boussinesq approximation using non-hydrostatic model. It is shown that the interaction of large-amplitude waves leads to shear instability and the formation of Kelvin-Helmholtz vortices in the layer section.