Математические методы моделирования аномалий ветровых волн на поверхности океана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена построению математической модели воздействия течений на ветровое волнение на поверхности океана и исследованию флуктуаций морского волнения неконтактными средствами (радиолокация, радиометрия, оптические средства зондирования). Приводится обзор многочисленных публикаций в данной области и предлагается новый подход к расчету флуктуаций ветровых волн с помощью специального асимптотического метода. Этот метод позволяет получить явные аналитические формулы для возмущений ветрового волнения. При этом имеется возможность в аналитической форме рассчитать упомянутые возмущения как в спектральной, так и в координатной форме. Это в свою очередь позволяет в явной фоме рассчитать возмущения отраженных радиолокационных сигналов и собственного радиоизлучения взволнованной морской поверхности под воздействием течений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Ю. Князьков

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: knyaz@ipmnet.ru
Россия, Москва

А. С. Шамаев

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: sham@rambler.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Нестеров С.В., Шамаев А.С., Шамаев С.И. Методы, процедуры и средства аэрокосмической компьютерной радиотомографии приповерхностных областей Земли. М.: Научный мир, 1996. 272 с.
  2. Gilman M.A., Sadov S.Yu., Shamaev A.S., Shamaev S.I. Computer simulation of the scattering of electromagnetic waves: some problems associated with remote radar sensing of the sea surface // J. of Comm. Technol. Electron. 2000. V. 45. № 2. P. 229–246.
  3. Bass F.G., Fuks I.M. Wave Scattering from Statistically Rough Surfaces Pergamon, 1979. 540 p.
  4. Кравцов Ю.А., Мировская Е.А., Попов А.Е., Троицкий И.А., Эткин В.С. Критические явления при тепловом излучении периодически неровной водной поверхности // Изв. АН СССР. ФАО. 1978. Т. 14. № 7. С. 733–739.
  5. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Случайные поля. М.: Мир, 1976. 428 с.
  6. Гершензон В.Е., Ирисов В.Г., Трохимовский Ю.Г., Эткин В.С. Критические явления в радиотепловом излучении неровной водной поверхности при произвольных углах наблюдения // Изв. вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30. № 9. С. 1159–1183.
  7. Irisov V.G. Azimuthal variation of the microwave radiation from a slightly non Gaussian surface // Radio Sci. 2000. V. 35. № 1. P. 65–82.
  8. Лаврова О.Ю., Серебряный А.Н., Митягина М.И., Бочарова Т.Ю. Подспутниковые наблюдения мелкомасштабных гидродинамических процессов в северо-восточной части Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 308–322.
  9. Баханов В.В., Таланов В.И. Преобразование нелинейных поверхностных волн в поле неоднородных течений // в сб.: Приповерхностный слой океана. Физические процессы и дистанционное зондирование. Н. Новгород: ИПФ РАН, 1999. Т. 2. С. 81–107.
  10. Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 375 с.
  11. Басович А.Я., Баханов В.В., Браво-Животовский Д.М. и др. О корреляции изменений спектральной плотности сантимеровых и дециметровых поверхностных волн в поле внутренней волны / Препринт № 153. Горький: ИПФ АН СССР, 1986. 9 с.
  12. Басович А.Я., Баханов В.В., Таланов В.И. Влияние интенсивных внутренних волн на ветровое волнение (кинематическая модель) // в сб.: Воздействие крупномасштабных внутренних волн на морскую поверхность. Горький: Изд-во ИПФ АН СССР, 1982. С. 8–30.
  13. Baydulov V.G., Knyazkov D., Shamaev A.S. Motion of mass source in stratified fluid // J. Phys.: Conf. Ser. V. 2224. 2021 2nd Int. Symp. on Automation, Information and Computing (ISAIC 2021) December 03 – 06 2021 Online. P. 012038–1–8. 2022. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2224/1/012038
  14. Князьков Д.Ю., Байдулов В.Г., Савин А.С., Шамаев А.С. Прямые и обратные задачи динамики поверхностного волнения, вызванного обтеканием подводного препятствия // ПММ. 2023. Т. 87. Вып. 3. С. 442–453. https://doi.org/10.31857/S0032823523030074
  15. Knyazkov D., Shamaev A. Rectilinear motion of mass source in non-uniformly stratified fluid // AIP Conf. Proc. 2024. V. 3094(1). P. 500028-1-4. https://doi.org/10.1063/5.0210166
  16. Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. М.: Наука, 1977.
  17. Зарубин Н.А., Шамаев А.С. Исследование взаимодействия поверхностных ветровых волн с течением // Морские интеллект. технол. 2023. Т. 3. № 4. С. 93–99.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Радиолокационное изображение, полученное с помощью космического аппарата “Алмаз-1” в Северном море и батиметрическая схема участка съемки

Скачать (432KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Явление резонансного рассеивания на периодической поверхности

Скачать (81KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Обработка радиолокационного кадра с помощью процедуры усреднения.Сравнение различных масштабов задачи

Скачать (125KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема обтекания подводного препятствия

Скачать (56KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Трансформация ветровой ряби над обтекаемыми неоднородностями дна

Скачать (95KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Поле скоростей на поверхности воды непосредственно над движущимся телом

Скачать (44KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Карты компонент vx , vy поля скорости течений на поверхности жидкости в координатном представлении

Скачать (120KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Вещественные составляющие Фурье-образов компонент скорости течения на поверхности жидкости: компонента  а: в области [2,2]×[2,2] и б:  в области [0.25,0.25]×[0.25,0.25] вблизи начала координат (изометрическая проекция); компонента  в: в области [2,2]×[2,2] и г:  в области [0.25,0.25]×[0.25,0.25] вблизи начала координат (изометрическая проекция)

Скачать (284KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024