vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 612 Научная статья Original article Статьи Article Моделирование водообмена между бухтой и открытым морем Waters exchange between bay and open sea simulations Лукьянов П.В. Лукьянов Павел Владимирович Lukianov Pavel V. Pavel_Lukianov@bigmir.net

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник отдела вихревых движений Института гидромеханики НАН Украины

 Институт гидромеханики НАН Украины, КиевInstitute of Hydromechanics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev 22 12 2014 4 53 63 12 08 2014 03 10 2014 22 12 2014 Copyright (c) 2014 Лукьянов П.В. 2014 Лукьянов П.В. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

On the basis of three-dimensional non-hydrostatic model it was formulated and numerically solved waters exchange between bay and open sea problem. A number of situations for interactions of generated by wind drift compact vortex flow with open sea current has been considered. Open sea current was simulated by two approaches. Three specific additional non-dimensional aspect ratios have been pointed out. They are the relation of wind effect penetration depth (drift flow vertical scale) to numerical domain vertical scale; the relation of external sea current velocity scale to that for bay drift flow; the relation of numerical domain depth difference to bay horizontal scale. The variations of first and third parameters have been studied. The analysis of obtained data and their physical explanation has been made from the position of bay-open sea waters exchange dynamics.

На основе трехмерной негидростатической модели сформулирована и численно решена задача о водообмене между бухтой и открытым морем. Рассмотрен ряд ситуаций взаимодействия генерируемого ветром дрейфового компактного вихря с течением открытого моря, которое моделировалось с помощью двух различных подходов. Проведен анализ динамики водообмена системы бухта-открытое море.

 компактное вихревое дрейфовое течение бухта течение открытого моря взаимодействие compact vortex drift current bay open sea current interaction Baumert H.Z., Simpson J.H., and Sundermann J. Marine Turbulence: Theories, Observations and Models. Cambridge University Press, 2011. 630 p. Burchard H. Applied Turbulence Modelling in Marine waters. Berlin: Springer-Verlag, 2002. 215 p. Kuroda H., Isoda Y, Takeoka H. and Honda S. Coastal Current on the Eastern Shelf of Hiolaka Bay // Journal of Oceanography, 2006, Vol. 62. P. 731-744. Архипкин В.С., Щербак С.С. Численное моделирование циркуляции вод в Геленджикской и Голубой бухтах // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Вып. 3. Т. 2. С. 15-20. . Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa , 2006, iss. 3, vol. 2, pp. 15-20. (In Russian)] Зацепин А.Г. , Пиотух В.Б., Корж А.О., Куклева О.Н., Соловьев Д.М. Изменчивость поля течений в прибрежной зоне Черного моря по измерениям донной станции ADCP // Изв. РАН. Океанология. 2012. Т. 52. № 5. С. 629-642. . Izvesiya RAN. Okeanologiya , 2012, vol. 52, no. 5, pp. 629-642. (In Russian)] Зацепин А.Г., Баранов В.И., Кондрашов А.А., Корж А.О., Кременецкий В.В., Островский А.Г., Соловьев Д.М. Субмезомасштабные вихри на Кавказском шельфе Черного моря и порождающие их механизмы // Известия РАН. Океанология. 2011. Т. 51. № 4. С. 592-605. . Izvestiya RAN. Okeanologiya , 2011, vol. 51, no. 4, pp. 592-605. (In Russian)] Лукьянов П.В. Динамика компактного вихря в зоне прибрежного шельфа // Мор. гидрофиз. журн. 2013. № 1. С. 21-33. . Morskoy gidrofizicheskiy zhurnal , 2013, no. 1, pp. 21-33. (In Russian)] Лукьянов П.В. Динамика компактного вихря шельфовой зоны под возействием нестационарного ветра в районе северо-восточного побережья Черного моря // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2013. № 4. Т. 1. С. 90-97. . Ekologicheskii vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva , 2013, no. 4, vol. 1, pp. 90-97. (In Russian)] Козлов В.Ф. Стационарные модели бароклинных компенсированных вихрей // Известия АН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28. № 6. С. 615-624. . Izvestiya AN. Fizika atmosfery i okeana , 1992, vol. 28, no. 6, pp. 615-624. (In Russian)] Лукьянов П.В. Модели компактных компенсированных вихрей и их применение в задачах механики жидкости и газа // Прикл. гiдром. 2011. Т. 13 (85). № 2. С. 37-43. . Prikladnaya gidromekhanika , 2011, vol. 13 (85), no. 2, pp. 37-43. (In Russian)] Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. Т. 1. М.: Мир, 1984. 400 c. . Moscow, Mir Publ., 1984, 400 p. (In Russian)] Smagorinsky J. General circulation experiments with primitive equation // Mon. Wether. 1963. Vol. 91. P. 99-105. Белолипецкий В.М., Белолипецкий П.В. Численное моделирование ветровых течений в стратифицированных водоёмах // Вычислительные технологии. 2006. № 5. С. 21-31. . Vychislitel'nye tekhnologii , 2006, no. 5, pp. 21-31. (In Russian)] Математические модели циркуляции в океане / Под ред. Г.И. Марчук, А.С. Саркисян. Новосибирск: Наука, 1980. 288 с. . Novosibirsk, Nauka Publ., 1980, 288 p. (In Russian)] Лукьянов П.В. Взаимодействие квазигоризонтального вихря с приповерхностным дрейфовым течением, вызванным стационарным ветровым воздействием // Прикл. гiдром. 2011. Т. 13 (85). № 1. С. 35-42. . Prikladnaya gidromekhanika , 2011, vol. 13 (85), no. 1, pp. 35-42. (In Russian)] Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука - Сибирское отделение. 1967. 197 с. . Novosibirsk, Nauka Publ., Sibirskoe otdelenie, 1967, 197 p. (In Russian)] Кочергин В.П. Теория и методы расчета океанических течений. М.: Наука, 1978. 145 с. . Moscow, Nauka Publ., 1978, 145 p. (In Russian)]