Взаимодействие двух вихрей в стратифицированном водоеме в условиях стационарного ветрового воздействия

Abstract

На основе общих (трехмерных нестационарных) уравнений Навье–Стокса в приближении Буссинеска, осредненных по Рейнольдсу, численно решена задача о взаимодействии двух вихрей в слое стратифицированной жидкости переменной глубины. Вихри имеют различные горизонтальные и вертикальные размеры и задаются, в начальный момент времени, на разных горизонтах. Выявлены типичные сценарии развития течения в зависимости от направления вращения в вихрях (циклонического и антициклонического), вида ветрового воздействия (сгонного или нагонного), а также расположения вихрей по вертикали.

На підставі загальних (тривимірних нестаціонарних) рівнянь Нав’є–Стокса у наближенні Буссинеска, що осереднені за Рейнольдсем, чисельно розв’язана задача про взаємодію двох вихорів у шарі стратифікованої рідини змінної глибини. Вихорі мають різні горизонтальні та вертикальні розміри і задаються , у початковий момент, на різних горизонтах. Виявлені типові сценарії розвитку течії у залежності від напрямку обертання у вихорях (циклонічного та антіциклонічного), вигляду вітрової дії (згонної або нагонної), а також розташування вихорів вдовж вертикалі.

Based on general Navier–Stokes (three-dimensional nonstationary) Reynolds-averaged equations in the Boussinesq approximation, the problem of interaction of the two vortices in the layer of stratified fluid with the changing depth is numerically solved. The vortices have different horizontal and vertical dimensions and are given at different horizons in the initial time. The typical scenarios of the flow development are revealed depending on the direction of rotation in vortices (cyclonic and anticyclonic), the type of the wind effect (blowing out and blowing) as well as a vertical position of vortices.