Наведено результати моделювання розповсюдження хмари важкого газу в атмосферному пограничному шарі. Описано модель турбулентної динаміки важкого газу з великими змінами густини з використанням усереднення за Фавром - Рейнольдсом, що для таких течій призводить до більш простої форми рівнянь, ніж усереднення за Рейнольдсом. Для розрахунку турбулентних потоків і напруг використано модель турбулентності першого порядку. Стисло наведено чисельний алгоритм розв'язування задачі за допомогою консервативної неявної скінченнорізницевої схеми. Використано метод розщеплення за фізичними процесами і просторовими змінними. Результати розрахунків зіставлено з натурними та лабораторними експериментами. Проаналізовано енергетику процесів розповсюдження важкого газу.

Наведено числову тривимірну модель розповсюдження важкого газу в турбулентному приземному шарі. Для числового розв'язку системи рівнянь моделі застосовано консервативну (за масою) схему розщеплення з використанням рівняння для тиску замість рівняння для температури. Результати моделювання порівняно з даними лабораторних експериментів та розрахунками за неконсервативною схемою.

Досліджено особливості в'язкодифузійної стадії еволюції двовимірної змішаної області в рідині (плями), коли вона знаходиться в полі монохроматичної внутрішньої хвилі (ВХ). Побудовано фізико-математичну модель для випадку максимального впливу ВХ на пляму, коли характерний горизонтальний розмір плями значно менший за довжину внутрішньої хвилі. Виконано числові розрахунки для шару скінченної товщини лінійно-стратифікованої рідини. Показано, що з достатнім ступенем точності впливом ВХ на еволюцію змішаних плям можна знехтувати.

Розглянуто динаміку приповерхневого турбулентного шару та вплив на його структуру перекидання вітрових хвиль. У представленій моделі джерелами турбулентності є дотичне напруження вітру та випадкові спалахи турбулентності. На відміну від попередніх моделей, до розгляду включено шар перекидання хвиль, в якому надходження енергії турбулентності враховується шляхом введення постійних за глибиною, але нестаціонарних об'ємних джерел, які параметризують ефект бурунів, що проникають вглиб рідини. Застосування методів статистичного моделювання дозволило відтворити спостережувану просторово-часову картину турбулентності в приповерхневому шарі.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д220.2

Рубрики:

Водний баланс Землі

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено числову модель розповсюдження нафтових плям довільної форми на поверхні води, в якій враховано процеси розтікання плям під впливом сил плавучості й поверхневого натягу, перенесення вітром і течіями, а також горизонтальну турбулентну дифузію. Розроблено числовий лагранжевий метод, в якому враховано взаємодію часток. Результати модельних розрахунків добре узгоджуються з автомодельними розв'язками задачі.

Вивчено сильно-нелінійну динаміку виродження великомасштабних внутрішніх хвиль і гравітаційних течій у прямокутному замкненому басейні, наповненому двома шарами рідини різної густини. Доповнено та розширено класифікацію режимів течій у замкненому басейні.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.4

Рубрики:

Терміка моря.Теплові процеси в морі

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты лабораторного и численного моделирования взаимодействия уединенных внутренних волн депрессии, распространяющихся в жидкости с двухслойной стратификацией, с подводными препятствиями. В лабораторных экспериментах исследовано влияние прямоугольного препятствия на трансформацию волны. Численная негидростатическая модель с использованием подсеточной вязкости и диффузии применялась для изучения структуры потоков, возникающих при обтекании такого препятствия.

Для моделирования широкого круга процессов переноса наносов, включающих перенос наносов и переформирование дна под действием волн и течений, перенос наносов в окрестности сооружений, находящихся на берегу или на некотором расстоянии от него, и перенос наносов при дноуглубительных работах и в районах свалки грунтов, разработана новая двумерная лагранжева модель. Она может описывать перенос смеси связных и несвязных многофракционных наносов, когда тип донного материала и гранулометрический состав переменны в области моделирования. Лагранжева техника применяется для моделирования переноса взвешенных и влекомых наносов.

Даны оценки проникновения клина морской воды в рукав Быстрый до и после устройства судоходного канала на основе расчетов с помощью двухслойной и трехмерной гидродинамических моделей. Показана существенная роль вовлечения вод из нижнего слоя, приводящая к вертикальной циркуляции вод и наличию компенсирующего притока соленых вод у дна, достигающего в устье рукава 15 % от расхода в верхнем слое.

Представлено числову тривимірну негідростатичну гідродинамічну модель з вільною поверхнею, яка розроблена для моделювання стійкості дна та берегів під дією струменів судових гвинтових рушіїв. На відміну від усіх відомих моделей, вона описує тривимірні поля швидкості, генеровані судовими рушіями, інтенсивність та інтегральний масштаб турбулентності у даній розрахунковій області з довільним рельєфом дна та формою берегів. Модель описує як ближню, так і дальню зони струменю за гвинтом. Обраховано змінні у часі та просторі придонні напруги тертя, які викликають ерозію дна та пошкоджують природне середовище існування організмів на дні. Результати розрахунків зіставлено з даними лабораторних експериментів.

Алгоритм двостороннього вкладення застосовано до числового моделювання різномасштабних процесів на криволінійній ортогональній сітці на прикладі розповсюдження тепла у водоймі складної форми. Зіставлено результати розрахунків на трьох різних сітках: прямокутній, криволінійній і криволінійній з вкладеною областю поблизу джерела теплового забруднення. Показано, що використання алгоритму двостороннього вкладення дозволяє краще описати процеси поблизу джерела теплового забруднення за помірного об'єму розрахунків.

Предложена новая трехмерная лагранжева модель переноса связных и несвязных многофракционных наносов, когда тип донного материала и гранулометрический состав переменны в области моделирования. Модель сопряжена с трехмерными моделями гидродинамики, в которых используется сигма-система координат, позволяющая естественным образом описывать перенос в пограничном слое и переформирование дна. Результаты расчетов сопоставлены с аналитическим и численным решениями эйлеровых задач и лабораторным экспериментом. Модель применена к задаче зимней конвекции на арктическом шельфе, которая вызывает трогание наносов на склонах и усиление плотностных гравитационных течений за счет взвеси.

Описаны численная модель бароклинной циркуляции, в которой используется двухсигменная система координат, и ее применение для моделирования полей течений, температуры и солености в Днепро-Бугском эстуарии. Модель воспроизводит измеренные в экспедициях 1998 г. поля солености и температуры. Результаты расчетов показали глобальное влияние на процессы переноса относительно узкого и глубокого судоходного канала, по которому вода из Черного моря может проникать далеко в глубь эстуария.

С помощью метода традиционного аналога исследована аналогичность атмосферных процессов во внетропических широтах Южного полушария. Разработана прогностическая схема аномалии средней месячной температуры воздуха для района станции "Академик Вернадский" с месячной заблаговременностью с помощью уравнений линейной регрессии. Оценка прогностической схемы была выполнена на зависимом материале отдельных лет и показала успешность предложенного метода.

Численно исследована динамика и энергетика трансформации уединенных внутренних волн большой амплитуды, распространяющихся в жидкости с двухслойной стратификацией над ступенькой на дне. Расчеты проведены в рамках уравнений Навье - Стокса в приближении Буссинеска с использованием негидростатической модели. Результаты моделирования обобщают теоретический анализ взаимодействия уединенных волн малой амплитуды со ступенькой (Grimshaw et al., 2008) на случай сильно-нелинейных волн, когда эффекты диссипации и перемешивания становятся существенными.

Приведено описание трехмерной модели циркуляции THREETOX, интегрированной со спектральной волновой моделью SWAN, и рассмотрены вопросы параметризации придонного волнового пограничного слоя, трехмерных радиационных напряжений и обрушения волн. Результаты моделирования сопоставлены с лабораторным экспериментом, в котором под действием поверхностных волн, падающих под углом к берегу, формировалась вдольбереговая струя.

С помощью метода традиционного аналога исследована аналогичность атмосферных процессов во внетропических широтах Южного полушария. Разработана прогностическая схема аномалии средней месячной температуры воздуха для района станции "Академик Вернадский"с месячной заблаговременностью с помощью уравнений линейной регрессии. Оценка прогностической схемы была выполнена на зависимом материале отдельных лет и показала успешность предложенного метода.

За допомогою методу традиційного аналога досліджено аналогічність атмосферних процесів у позатропічних широтах Південної півкулі. Розроблено прогностичну схему аномалії середньої місячної температури повітря для району ст. "Академік Вернадський" з місячною завчасністю за допомогою рівнянь лінійної регресії. Оцінювання прогностичної схеми було виконано на залежному матеріалі окремих років і показало успішність запропонованого методу.

Atmospheric processes in the extratropical latitudes of Southern hemisphere are studied by the method of traditional analogue. The forecast scheme for anomaly of the average monthly air temperature with monthly lead for the area of Akademic Vernadsky Station is developed by means of equations of linear regression. The estimation of forecast scheme was executed on dependent material of selected years and showed success of the offered method.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.342

Рубрики:

Середовища багатофазні. Середовища багатокомпонентні. Спеціальні розділи < Гідро- і аеродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ