О темпе диссипации океанских волн, вызванной их обрушением

В данной работе мы вычисляем темп диссипации энергии океанских волн, возникающей благодаря их обрушению. Было проведено два независимых численных эксперимента. В первом из них мы решали приближенные уравнения Эйлера, описывающие потенциальное течение глубокой жидкости со свободной поверхностью в полной трехмерной геометрии. Уравнения были получены в результате разложения гамильтониана по степеням крутизны поверхности, учитывая трех- и четырехволновые взаимодействия. Этот подход применим только при умеренных значениях крутизны $\mu<0.09$. Во втором эксперименте мы решали точные уравнения Эйлера, но в двумерной геометрии. Мы совершили конформное отображение жидкости на нижнюю полуплоскость. Этот подход применим при любых значениях крутизны. В обоих экспериментах получены близкие результаты. Обрушение волн является пороговым процессом, возникающим при средней крутизне, превышающей $\mu > \mu_{cr} \simeq 0.055$. Темп диссипации энергии благодаря обрушеням очень быстро растет с ростом крутизны. Сравнение полученных нами “функций диссипации” с функциями, используемыми в операционных моделях предсказания ветрового волнения, показывает, что последние дают значение темпа диссипации на порядок выше для типичных значений крутизны.