Трансформация уединенных внутренних волн большой амплитуды над ступенькой на дне

Abstract

Численно исследуется динамика и энергетика трансформации уединенных внутренних волн большой амплитуды, распространяющихся в жидкости с двухслойной стратификацией над ступенькой на дне. Расчеты проводятся в рамках уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеска с использованием негидростатической модели. Результаты моделирования обобщают теоретический анализ взаимодействия уединенных волн малой амплитуды со ступенькой (Grimshaw et al., 2008), на случай сильно-нелинейных волн, когда эффекты диссипации и перемешивания становятся существенными.

Чисельно дослiджується динамiка та енергетика трансформацiї внутрiшнiх вiдокремлених хвиль великої амплiтуди, що розповсюджуються в рiдинi з двошаровою стратифiкацiєю над сходинкою на днi. Розрахунки проводяться в рамках рiвнянь Навьє-Стокса у наближеннi Буссiнеска з використанням негiдростатiчної моделi. Результати моделювання узагальнюють теоретичний аналiз взаємодiї вiдокремлених хвиль малої амплiтуди зi сходинкою на днi (Grimshaw et al., 2008) на випадок сильно-нелiнiйних хвиль, коли ефекти дисiпацii i перемiшування стають iстотними.

The dynamics and energy transformation of internal solitary waves of large amplitude, propagating in a fluid with two-layer stratification at a bottom step are investigated numerically. Calculations are performed in frame of the Navier-Stokes equations in the Boussinesq approximation using non-hydrostatic model. Simulation results generalize the theoretical analysis of the interaction of solitary waves of small amplitude with bottom steps (Grimshaw et al., 2008) in case strongly-nonlinear waves, when the effects of dissipation and mixing are significant.