Влияние обрушения ветровых волн на структуру приповерхностного турбулентного слоя

Abstract

Рассматривается динамика приповерхностного турбулентного слоя океана и влияние на его структуру обрушения ветровых волн. В представленной модели источниками турбулентности являются касательное напряжение ветра и случайные вспышки турбулентности. В отличие от предшествующих моделей, в рассмотрение включен слой обрушения волн, в котором приток энергии турбулентности и скорости диссипации от разрушающихся волн учитывается введением постоянных по глубине слоя, но нестационарных объемных источников, параметризующих эффект проникающих вглубь жидкости бурунов. Применение методов статистического моделирования позволило воспроизвести наблюдаемую пространственно-временную картину турбулентности в приповерхностном слое.

Розглядається динамiка приповерхневого турбулентноо шару та вплив на його структуру перекидання вiтрових хвиль. В представленiй моделi джерелами турбулентностi є дотичне напруження вiтру та випадковi спалахи турбулентностi. На вiдмiну вiд попереднiх моделей, до розгляду включено шар перекидання хвиль, в якому притiк енергiї турбулентностi враховується шляхом введення постiйних по глибинi, але нестацiонарних об`ємних джерел, якi параметризують ефект бурунiв, що проникають вглиб рiдини. Застосування методiв статистичного моделювання дозволило вiдтворити спостережувану просторово-часову картину турбулентностi в приповерхневому шарi.

The dynamics of near-surface turbulent layer and influence of the breaking wind waves on it's structure is considered. In the presented model the sources of turbulence are the wind stress and the random splashes of turbulence. In contrast to the previous models the wave-breaking layer is considered. Turbulence energy injection in this layer is taken into account by introducing depth constant but non-stationary distributed sources that parameterize the effect of breakers penetrating into the water. Applying the statistic modelling methods allowed to produce the observed space-time turbulence pattern in the near-surface layer.