CC BY
1966
Секция 4
Приливые воздействия и каскад механической энергии
И. Н. Сибгатуллин1,2, Д. А. Рязанов2, К.А. Ватутин2, Е. В. Ерманюк3, Т. Доксуа4
1Институт океанологии РАН им. П. П. Ширшова
2Институт системного программирования РАН им. В. П. Иванникова
3Институт гидродинамики СО РАН им. М. А. Лаврентьева
4Высшая нормальная школа Лиона (ENS de Lyon), Франция
Email: ilias.sibgat@gmail.com
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10116
По сравнению с атмосферой, мировому Океану труднее сопоставить классическую тепловую машину: для меридионального потока тепла и глубоководной циркуляции необходимо механическое воздействие. В свою очередь, замыкание меридиональной циркуляции зависит от каскада механической энергии в толще океана и его влияния на вертикальное перемешивание. В связи с этим изучение каскада механической энергии от крупномасштабных приливных воздействий к мелкомасштабным внутренним волновым движениям и перемешиванию приобретает особую важность. В наших работах предлагаются простые модели для изучения основных механизмов каскадов неустойчивостей, как прямых, так и обратных, в стратифицированных или вращающихся объемах жидкостей. При этом учитываются особые свойства распространения пучков внутренних и инерционных волн: при отражении от наклонных поверхностей сохраняется угол пучка к вертикали, а не к нормали к поверхности. В результате после отражения может возникнуть фокусировка или расфокусировка пучков волн. Лео Маасом было показано, что в замкнутых геометриях при постоянной монохроматической накачке фокусировка превалирует над расфокусировкой и в общем случае возникают замкнутые траектории, к которым сходятся пучки волн - волновые аттракторы. Также были проведены оценки, что для характерной орографии океанского дна в плоской задаче на каждую тысячу километров приходятся около десяти аттракторов. С прикладной точки зрения наиболее интересны турбулентные режимы, наблюдаемые в Океане. Мы впервые экспериментально и численно показали, что при умеренных амплитудах воздействия в модельных задачах о динамике стратифицированной жидкости в бассейне с наклонным дном переход к турбулентным режимам происходит через каскад триадных взаимодействий [1, 2]. При больших амплитудах на фоне накачки энергии в аттрактор наблюдаются явления опрокидывания внутренних волн, приводящие к интенсивному вертикальному перемешиванию. С другой стороны, во вращающихся слоях жидкости с увеличением амплитуды внешнего воздействия на фоне мелкомасштабной турбулентности наблюдается обратный каскад, приводящий к азимутальной циркуляции крупных вихревых структур, для которой проводится сопоставление с волнами Россби.
Работа ведется при поддержке грантов Российского научного фонда 19-11-00169, Российского фонда фундаментальных исследований 17-07-01391.
Список литературы
1. Сибгатуллин И. Н., Ерманюк Е. В. Аттракторы внутренних и инерционных волн (обзор) //Прикладная механика и техническая физика. 2019. № 2. С. 113-136.
2. Ilias Sibgatullin, Evgeny Ermanyuk, Leo Maas, Xu Xiulin, and Thierry Dauxois. Direct numerical simulation of three-dimensional inertial wave attractors//IEEE Conference Proceedings. 2017. P. 17526262.
3. C. Brouzet, E. V. Ermanyuk, S. Joubaud, I. Sibgatullin, and T. Dauxois. Energy cascade in internal-wave attractors // Europhysics Letters. 2016. Vol. 113, no. 4. P. 44001.
Опыт применения вариационных сеточных методов в задачах геологического картирования
А. Н. Сидоров, А. А. Сидоров
Научно-аналитический центр рационального недропользования им. В. И. Шпильмана
Email: sidorov@crru.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10117
В основе решения многих геологических задач, таких как прогноз нефтегазоносности, поиск и разведка месторождений углеводородов, подсчет запасов, лежит анализ цифровых моделей строения и свойств осадочного чехла. Совершенствование вычислительной техники задает два главных направления развития методов построения геологических моделей: детализация с целью наиболее полного приближения модели имеющемуся объему исходных данных и расширение с целью выявления региональных особенностей геологического строения. Оба направления подразумевают использование
