Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Прямое численное моделирование аттракторов внутренних волн стратифицированной жидкости в трапециедальной области с колеблющейся вертикальной стенкой

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2014-26(5)-6

Полный текст:

Аннотация

Проведено прямое численное моделирование формирования аттрактора внутренних гравитационных волн в стратифицированной жидкости с помощью двух численных алгоритмов. Математическая постановка задачи соответствует экспериментам по возбуждению внутренних волн через вертикальный волнопродуктор в трапецеидальном контейнере с раствором соли. Показано, что двумерные численные расчеты хорошо воспроизводят экспериментальные данные при учете изменения линейного профиля солености у свободной поверхности. При этом амплитуда колебаний в численных расчетах увеличена за счет потерь энергии волнопродуктора в трехмерном контейнере. Несмотря на то, что общий вид аттрактора хорошо воспроизводится как методом спектральных элементов, так и методом конечных объемов, в профилях скоростей имеются отличия у левой границы. Это требует дальнейшего исследования, поскольку такие отличия могут влиять на нелинейную динамику волн при развитии неустойчивостей.

Об авторах

К. Брузе
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon
Франция


Т. Доксуа
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon
Франция


Е. Ерманюк
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon; Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, Новосибирск
Франция


С. Жубо
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon, Universite de Lyon
Франция


М. Крапошин
Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва; Институт системного программирования РАН, Москва
Россия


И. Сибгатуллин
Институт системного программирования РАН, Москва; МехМат и институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва; Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
Россия


Список литературы

1. Maas, L. R. M. & Lam, F.-P. A.// Geometric focusing of internal waves. J. Fluid Mech, 1995,. 300, 1-41

2. Dauxois, Thierry; Young, W.// Journal of Fluid Mechanics, 1999, vol. 390, Issue 01, p.271-295

3. Scolan, H., Ermanyuk, E., Dauxois, T.// 2013, Physical Review Letters, 110, 234501

4. Grisouard, N., Staquet, C., Pairaud, I.// 2008, Journal of Fluid Mechanics, 614, 1

5. Hazewinkel, J., van Breevoort, P., Dalziel, S.~B., Maas, L.~R.~M.// 2008, Journal of Fluid Mechanics, 598, 373

6. Frans-Peter A. Lam, Leo R.M. Maas. Internal wave focusing revisited; a reanalysis and new theoretical links // Fluid Dynamics Research 40 (2008) 95 - 122.

7. Mercier, Matthieu J.; Garnier, Nicolas B.; Dauxois, Thierry Reflection and diffraction of internal waves analyzed with the Hilbert transform Physics of Fluids, Volume 20, Issue 8, pp. 086601-086601-10 (2008).

8. Jouve, L., Ogilvie, G.~I.// Journal of Fluid Mechanics, 2014, 745, 223.

9. Fischer P., Ronquist E. Spectral element methods for large scale parallel Navier---Stokes calculations, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 116, issue 1-4, pp. 69-76, 1994

10. Сибгатуллин И.Н. Моделирование волнового аттрактора в стратифицированной жидкости. Международная конференция "Mode Conversion, Coherent Structures and Turbulence", Space Research Institute of RAS, Moscow, Russia, 2014

11. Brouzet C., Dauxois T., Ermanyuk E., Kraposhin M., Sibgatullin I. Modelling of Wave Attractors in Stratified Fluids, 5-я международная научная школа молодых ученых «ВОЛНЫ И ВИХРИ В СЛОЖНЫХ СРЕДАХ», Москва, 2014

12. Fischer P.F. An overlapping schwarz method for spectral element solution of the incompressible Navier-Stokes equations. J. Comput. Phys. 133 (1), 84-101, 1997.

13. Загуменный Я.В., Чашечкин Ю.Д. Расчет течений непрерывно стратифицированной жидкости с использованием открытых вычислительных пакетов на базе технологической платформы UniHUB. Труды Института системного программирования РАН, том 24, 2013 г. стр. 87-106.

14. Maas L. R. M. & Lam F.-P. A.// Geometric focusing of internal waves. J. Fluid Mech, 1995,. 300, 1-41

15. Dauxois Thierry, Young W.// Journal of Fluid Mechanics, 1999, vol. 390, Issue 01, p.271-295

16. Scolan H., Ermanyuk E., Dauxois T.// 2013, Physical Review Letters, 110, 234501

17. Grisouard N., Staquet C., Pairaud I.// 2008, Journal of Fluid Mechanics, 614, 1

18. Hazewinkel J., van Breevoort P., Dalziel S.B., Maas L.~R.~M.// 2008, Journal of Fluid Mechanics, 598, 373

19. Frans-Peter A. Lam, Leo R.M. Maas. Internal wave focusing revisited; a reanalysis and new theoretical links // Fluid Dynamics Research 40 (2008) 95 - 122.

20. Mercier Matthieu J., Garnier Nicolas B., Dauxois Thierry Reflection and diffraction of internal waves analyzed with the Hilbert transform Physics of Fluids, Volume 20, Issue 8, pp. 086601-086601-10 (2008).

21. Jouve L., Ogilvie G.I.// Journal of Fluid Mechanics, 2014, 745, 223.

22. Fischer P., Ronquist E. Spectral element methods for large scale parallel Navier---Stokes calculations, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 116, issue 1-4, pp. 69-76, 1994

23. Sibgatullin I.N. Modeling of wave attractor in strafitied fluid. International conference "Mode Conversion, Coherent Structures and Turbulence", Space Research Institute of RAS, Moscow, Russia, 2014

24. Brouzet C., Dauxois T., Ermanyuk E., Kraposhin M., Sibgatullin I. Modelling of Wave Attractors in Stratified Fluids, 5-th international school of young scientists «Waves and vorticesin complex media», Moscow, 2014

25. Fischer P.F. An overlapping schwarz method for spectral element solution of the incompressible Navier-Stokes equations. J. Comput. Phys. 133 (1), 84-101, 1997.

26. Zagumennyi Ia.V. , Chashechkin Yu.D. Calculations of continuously stratified fluid flows using open source computational packages based on the technological platform UniHUB. Papers of Institute of System Programming of Russian Academy of Sciences, vol 24, 2013, pp. 87-106.


Для цитирования:


Брузе К., Доксуа Т., Ерманюк Е., Жубо С., Крапошин М., Сибгатуллин И. Прямое численное моделирование аттракторов внутренних волн стратифицированной жидкости в трапециедальной области с колеблющейся вертикальной стенкой. Труды Института системного программирования РАН. 2014;26(5):117-142. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2014-26(5)-6

For citation:


Brouzet C., Dauxois T., Ermanyuk E., Joubaud S., Kraposhin M., Sibgatullin I. Direct numerical simulation of internal gravity wave attractor in trapezoidal domain with oscillating vertical wall. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2014;26(5):117-142. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2014-26(5)-6

Просмотров: 60


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)