В среду 18 декабря 2024 г. в 12:00, в Малом конференц-зале ИО РАН (возможно онлайн подключение) - семинар Лаборатории морских течений под руководством чл.-корр. РАН Жмура В.В.
Повестка дня:
Доклад:
Арутюнян Д.А. Жмур В.В.
Режимы поведения квазигеострофического эллипсоидального вихря в горизонтальном потоке с вертикальным сдвигом.
Докладчики:
Жмур Владимир Владимирович, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией ИОРАН, зав. кафедрой МФТИ.
Арутюнян Давид Арменович – аспирант 3-го года МФТИ.
Аннотация:
Цель предлагаемой работы продемонстрировать режимы поведения эллипсоидальных вихрей в бароклинных горизонтальных течениях с вертикальным сдвигом и сравнить эти режимы с поведением аналогичных вихрей в равнозавихренных баротропных потоках. Из качественных свойств решений для бароклинных течений отмечалось сложное поведений ориентации вихрей в пространстве и появление новых режимом неограниченного вытягивания. Очень важным качественным свойством эволюции вихрей в рассматриваемом бароклинном потоке являлось следующее: ядро вихря зажато между двумя неподвижными горизонтальными плоскостями, касаясь этих плоскостей своими самой верхней и самой нижней точками. Площадь горизонтального среза ядра вихря в произвольном месте во время эволюции вихря в течении остается постоянной. Дополнительное условие сильной сплющенности реальных вихрей океана по вертикали и сохранения объема ядра приводит к сильным ограничениям в ориентации вихрей в пространстве. Две оси остаются почти горизонтальными, а одна почти вертикальной. Такой вихрь, оставаясь эллипсоидом, может вращаться практически вокруг вертикальной оси, деформироваться по всем трем главным направлениям, но главная плоскость сечения несильно отличается от горизонтальной плоскости, хотя углы ее наклона к горизонту во времени меняются. Поведение проекции ядра вихря на горизонтальную плоскость является очень удобной формой описания эволюции всего вихря и позволяет сравнивать типы движения вихрей в баротропных и бароклинных потоках.
В результате численного исследования поведения вихрей в горизонтальных потоках с вертикальным сдвигом были выявлены следующие типы эволюции вихрей.
Режим выживания вихря в течении. Объединяет два типа поведения вихрей. а). Подрежим вращения, при котором проекция вихря на горизонтальную плоскость квазипериодически проворачивается на 〖360〗^0 с одновременной ограниченной деформацией длин всех полуосей эллипсоида. б). Подрежим нутационных колебания аналогичен режиму вращения, но при этом проекция вихря испытывает ограниченные колебания в горизонтальной плоскости вокруг направления течения с одновременной ограниченной деформацией полуосей. В режиме выживания вихри испытывает ограниченные вариации размеров и живет в фоновом потоке сколь угодно долго.
Режим неограниченного вытягивания вихря по направлению течения, который наступает с самого начала расчета. Режим конечного времени жизни - совмещенный режим вращения и неограниченного вытягивания, при котором вначале вихрь квазипериодически вращается, но начиная с некоторого времени вращение прекращается и наступает режим неограниченного вытягивания.
В режиме вращения и нутационных колебаний вихрь испытывает ограниченные вариации длин полуосей и следовательно выживает к растягивающему действию течения. В режимах неограниченного вытягивания и совмещенному режиму вращения и неограниченного вытягивания вихрь в конечном итоге уничтожается течением посредством его вытягивания. Однако уничтожение происходит по-разному. В первом варианте уничтожение начинается сразу, во втором варианте вначале вихрь живет и эволюционирует в фоновом течении вращаясь как обычно, но затем он останавливается и начинается неограниченное вытягивание его ядра. Последний режим был назван как режим ограниченного времени жизни вихря в течении.
Первые три режима (подрежимы вращения, нутационных колебаний и неограниченного вытягивания) имеют аналоги с поведением вихря в баротропных потоках. Режим ограниченного времени жизни присутствует только в бароклинном фоновом потоке и полностью отсутствует при эволюции вихря в баротропном течении.
Режим ограниченного времени жизни вихря в течении получен впервые.
Семинар будет проводиться в очно-удалённом режиме.
Для подключения к «Семинару» – ссылка для входа: https://meet.ocean.ru/b/233-atv-fdr
