Терлецька К. В. Динаміка внутрішніх хвиль великої амплітуди

Застосовано методи чисельного моделювання для дослідження динаміки внутрішніх хвиль великих амплітуд, опис яких виходить за рамки асимптотичних моделей. Вдосконалена чисельна гідродинамічна модель стратифікованих течій була застосована для дослідження трансформації хвиль великих амплітуд у водоймах із довільною стратифікацією та різкими змінами рельєфу дна. Чисельне моделювання дало можливість знайти межі застосовності асимптотичних моделей, оцінити втрати енергії при трансформації над неоднорідностями дна, дисипацію при розповсюджені, взаємодію однієї хвилі з іншою та при руйнуванні на шельфі. Досліджено вплив таких геометричних параметрів, як амплітуда хвилі, стратифікація рідини, кут нахилу шельфу, довжина та форма підводної перешкоди, на трансформацію хвиль, втрати енергії на шельфі і над особливостями рельєфу дна. Запропоновано новий параметр блокування B, який представляє собою відношення висоти нижнього шару над перешкодою або шельфом до амплітуди внутрішньої усамітненої хвилі, що до нього наближається. Параметр В підходить для опису трансформації внутрішніх усамітнених хвиль як першої так і другої бароклінної моди над перешкодами та різкими змінами дна. За допомогою цього параметру були класифіковані різноманітні типи взаємодії хвиль першої та другої моди, як для двошарової, так і для тришарової стратифікації. Для різних типів хвиль, стратифікацій та форми перешкод були отримані автомодельні залежності втрат енергії при трансформації внутрішніх хвиль над цими перешкодами та особливостями дна. При дослідженні впливу кута нахилу на трансформацію хвиль був описаний новий сценарій неадіабатичної трансформації внутрішніх хвиль на похилому дні. Відкрито новий механізм генерації брізерів внутрішніх хвиль у діапазоні проміжних довжин хвиль при трансформаціх другої бароклінної моди із різкими змінами рельєфу дна. Побудовано нову класифікацію режимів взаємодії внутрішніх хвиль із ідеалізованим трапеціїдальним шельфом. Були проведені дослідження, що встановили відповідність запропонованої класифікації результатам лабораторних та натурних експериментів. Проведено оцінки втрат енергії хвиль на шельфі та отримано залежність втрат енергії хвиль при трансформації від характеристик хвиль, стратифікації та рельєфу. Побудовано зональні карти режимів для Південнокитайського моря із місцями інтенсивного перемішування на шельфі