Исследование внутренних волн

Abstract

На основе анализа полученных в этой главе результатов установлено, что на свободной поверхности возникает две системы прогрессивных волн, на поверхности раздела - две системы волн. Найдены два критических значения частоты колебаний прикладываемых давлений б1 и б2 как функции исходных параметров задачи. Установлено, что при б < б2 незатухающих с расстоянием волн не возникает, а для б2 < б < б1 при отсутствии волн на свободной поверхности на поверхности раздела возникают значительные внутренние волны ("явление мертвой воды"). Установлено, что на свободной поверхности и поверхности раздела в глубоководной области возникают по четыре системы прогрессивных волн, а в мелководной области на открытой поверхности и поверхности раздела - по две системы незатухающих прогрессивных волн. Определены фазы и отношения амплитуд волн на свободной поверхности и поверхности раздела в мелководной области. Установлено, что от периодических давлений, прикладываемых к некоторой области свободной поверхности в глубоководной части бассейна переменной глубины, в любую точку мелководной области сначала придет первая поверхностная волна, амплитуда которой на поверхности раздела будет ослаблена по сравнению с амплитудой этой волны на свободной поверхности. Определен промежуток времени между приходом первой и второй волн в фиксированную точку. Указаны границы областей покрытых незатухающими волнами, определено время прихода передних фронтов волн. Для выяснения отношений амплитуд поверхностных и внутренних волн были проведены численные расчеты, которые показали, что для реальных условий моря амплитуда внутренних волн может быть значительно (порядка 12 раз) больше амплитуды поверхностных волн. Установлено, что при u > u1 незатухающие волны вверх по потоку не распространяются. Показано, что в случае коротких волн на поверхности раздела не возникает значительных внутренних волн, а в случае длинных волн амплитуды внутренних волн могут значительно превосходить амплитуды поверхностных волн. Приведена таблица расчетов. Анализ численных расчетов показал, что w как функция ƶ дважды достигает максимума, причем слои жидкости, вовлекаемые в движение со скоростями, превосходящими скорости на свободной поверхности, находятся в окрестности середины глубины жидкости. Установлено, что неоднородность жидкости приводит к усилению обменных процессов не только в слоях, расположенных в окрестности середины глубины, но и в придонной области.