Waters exchange between bay and open sea simulations
UDC
532.5, 551.465Abstract
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.
Keywords:
compact vortex drift current, bay, open sea current, interactionReferences
- 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. [Arkhipkin V.S., Shcherbak S.S. Chislennoe modelirovanie tsirkulyatsii vod v Gelenzhikskoy i Goluboy bukhtakh [Numerical modeling of water circulation in the Gelenzhik and Blue bays]. Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa [Modern problems of remote sensing of the Earth from space], 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. [Zatsepin A.G. , Piotukh V.B., Korzh A.O., Kukleva O.N., Solov'ev D.M. Izmenchivost' polya techeniy v pribrezhnoy zone Chernogo morya po izmereniyam donnoy stantsii ADCP [The field variability of currents in the coastal zone of the Black sea from measurements of the bottom station ADCP]. Izvesiya RAN. Okeanologiya [Proc. of RAS. Oceanology], 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. [Zatsepin A.G., Baranov V.I., Kondrashov A.A., Korzh A.O., Kremenetskiy V.V., Ostrovskiy A.G., Solov'ev D.M. Submezomasshtabnye vikhri na Kavkazskom shel'fe Chernogo morya i porozhdayushchie ikh mekhanizmy [Submesoscale vortices on the Caucasian Black Sea shelf and the underlying mechanisms]. Izvestiya RAN. Okeanologiya [Proc. of RAS. Oceanology], 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. [Luk'yanov P.V. Dinamika kompaktnogo vikhrya v zone pribrezhnogo shel'fa [Dynamics of compact vortex in coastal shelf]. Morskoy gidrofizicheskiy zhurnal [Marine hydrophysical journal], 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. [Luk'yanov P.V. Dinamika kompaktnogo vikhrya shel'fovoy zony pod vozeystviem nestatsionarnogo vetra v rayone severo-vostochnogo poberezh'ya Chernogo morya [Dynamics of compact vortex shelf zone under the influence of unsteady wind in the North-Eastern coast of the Black Sea]. Ekologicheskii vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin of the scientific centers of the black sea economic cooperation], 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. [Kozlov V.F. Statsionarnye modeli baroklinnykh kompensirovannykh vikhrey [Stationary model of baroclinic compensated vortices]. Izvestiya AN. Fizika atmosfery i okeana [Proc. of RAS. Physics of atmosphere and ocean], 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. [Luk'yanov P.V. Modeli kompaktnykh kompensirovannykh vikhrey i ikh primenenie v zadachakh mekhaniki zhidkosti i gaza [Model compact compensated vortices and their application in problems of fluid mechanics]. Prikladnaya gidromekhanika [Applied hydromechanics], 2011, vol. 13 (85), no. 2, pp. 37-43. (In Russian)]
- Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. Т. 1. М.: Мир, 1984. 400 c. [Pedloski Dzh. Geofizicheskaya gidrodinamika. Tom 1 [Geophysical fluid dynamics. Vol. 1]. 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. [Belolipetskiy V.M., Belolipetskiy P.V. Chislennoe modelirovanie vetrovykh techeniy v stratifitsirovannykh vodoemakh [Numerical simulation of wind currents in stratified water bodies]. Vychislitel'nye tekhnologii [Computational technologies], 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. [Marchuk G.I., Sarkisyan A.S. (eds.) Matematicheskie modeli tsirkulyatsii v okeane [Mathematical models of circulation in the ocean]. 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. [Luk'yanov P.V. Vzaimodeystvie kvazigorizontal'nogo vikhrya s pripoverkhnostnym dreyfovym techeniem, vyzvannym statsionarnym vetrovym vozdeystviem [Interaction quasicrystalline vortex with the surface drift current caused by the stationary wind effects]. Prikladnaya gidromekhanika [Applied hydromechanics], 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. [Yanenko N.N. Metod drobnykh shagov resheniya mnogomernykh zadach matematicheskoy fiziki [Fractional step method for solving multidimensional problems of mathematical physics]. Novosibirsk, Nauka Publ., Sibirskoe otdelenie, 1967, 197 p. (In Russian)]
- Кочергин В.П. Теория и методы расчета океанических течений. М.: Наука, 1978. 145 с. [Kochergin V.P. Teoriya i metody rascheta okeanicheskikh techeniy [Theory and methods of calculation of ocean currents]. Moscow, Nauka Publ., 1978, 145 p. (In Russian)]
Downloads
Downloads
Dates
Submitted
August 12, 2014
Accepted
October 3, 2014
Published
December 22, 2014
How to Cite
[1]
Lukianov, P.V., Waters exchange between bay and open sea simulations. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2014, № 4, pp. 53–63.
License
Copyright (c) 2014 Лукьянов П.В.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
