Лабораторное моделирование распространения периодических внутренних волн над донными откосами

Abstract

В открытом гидроканале физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова выполнено экспериментальное исследование наката периодической внутренней волны в двухслойной жидкости на береговой откос. Волна генерировалась волнопродуктором. Исследованы трансформация волны, вертикальная структура поля скорости массопереноса, изменение параметров внутренней волны при распространении над наклонным дном. Показано, что при накате и обрушении внутренней волны происходит периодический выброс порций более тяжелой жидкости нижнего слоя вверх по склону. Скорость стоксова дрейфа знакопеременна по глубине, а длина (горизонтальное расстояние между соседними гребнями) и высота волны над наклонным дном (возвышение гребня над откосом по вертикали) убывают по мере распространения волны к берегу.

Laboratory investigation of a periodical internal wave run-up on a bottom slope in a two-layer fluid is carried out in the open wave tank of Physical Department of Lomonosov Moscow State University. The wave is induced by a wave generator. Wave transformation, vertical structure of mass transport velocity field, variation of the internal wave parameters during its propagation over the slope bottom are studied. It is shown that run-up and breaking of internal waves are accompanied by periodical emission of portions of more heavy water of the lower layer upward along the slope. Stokes drift speed alternates its sign, whereas the wavelength (horizontal distance between the neigh-bouring wave crests) and its height over the slope bottom (vertical crest rise above the slope) decrease as the wave propagates to the coast.