Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. №2. С. 93-99
Об одном методе исследования затухания волн
на поверхности турбулизованной жидкости
С.А. Ермаков
1, И.А. Капустин
1, Т.Н. Лазарева
1, О.В. Шомина
21 Институт прикладной физики РАН, 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46
2 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23
Затухание гравитационно-капиллярных волн (ГКВ) в присутствии турбулентности является классической ги-
дродинамической задачей, имеющей важные геофизические приложения, одно из которых связано с пробле-
мой формирования радиолокационного и оптического изображения следа надводного судна на морской по-
верхности. В настоящей работе описан новый метод лабораторного исследования затухания поверхностных
волн на турбулентности и полученные с его помощью первые результаты. Изучалось гашение турбулентно-
стью стоячих ГКВ, параметрически возбуждаемых в кювете, установленной на вибростенде. Для возбужде-
ния поверхностных волн и турбулентности использовался двухчастотный режим (сумма двух гармонических
колебаний). Высокочастотный сигнал малой амплитуды - для параметрического возбуждения волн, низкоча-
стотный сигнал большой амплитуды для возбуждения турбулентности при обтекании неподвижной перфори-
рованной пластины. Коэффициент затухания волн определялся по порогу их параметрического возбуждения,
а параметры турбулентности - с использованием методик PIV и PTV. Получены зависимости коэффициентов
затухания ГКВ от частоты при различной интенсивности турбулентности и на их основе даны оценки величи-
ны турбулентной вязкости
Ключевые слова: гравитационно-капиллярные волны, турбулентность, турбулентная вязкость
Полный текстСписок литературы:
- Баренблатт Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика. Теория и приложе- ния к геофизической гидродинамике // Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 190 c.
- Боев А.Г. О гашении поверхностных волн сильной турбулентностью // Изв. РАН ФАО. 1971. №7. С. 31 - 36.
- Булатов М.Г., Кравцов Ю.А., Лаврова О.Ю. и др. Физические механизмы формирования аэро- космических радиолокационных изображений океана //УФН. 2003.Т.173. № 1. С. 69-87.
- Ермаков С.А. Влияние пленок на динамику гравитационно-капиллярных волн // Нижний Новго- род: ИПФ РАН. 2010. 165 с.
- Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана // Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 375 с.
- Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя // М.: Наука.1969. 742с
- Green T., Medwin H., Paquin J. Measurments of surface wave decay due to underwater turbulence // Nature Phys. Sci. 1972. V. 237. p. 115 - 117.
- Lyden J.D., Hammond R.R., Lyzenga D.R., Shuchman R.A. Synthetic aperture radar imaging of surface ship wakes // J. Geophys. Res. 1988. V. 93 (C10) P. 12293-12303.
- Milgram J.H. Short wave damping in the simultaneous presence of a surface film and turbulence // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. p. 15717 - 15272.
- Olmez H., Milgram J.H. An experimental study of attenuation of short water waves by turbulence // J. Fluid Mech. 1992. V. 239. p. 133 - 156.
- Phillips O.M. The scattering of gravity waves by turbulence // J. Fluid Mech. 1959. . V. 5. p.177-192.
- Scully-Power P. Navy Oceanographer Shuttle Observations, STS 41-G, Mission Report Naval Underwater Systems Center Tech. Rep. NUSC TD 7611, 1986. 71 pp.
- Vesecky J.E., Stewart R.H. The observation of ocean surface phenomena using imagery from the SEASAT synthetic aperture radar // J.Geophys. Res. 1982. V.87(C5). P.3397-3430.