Моделирование аккумуляции кинетической энергии внутренних волн в областях с большим отношением горизонтального и вертикального масштабов

Под воздействием приливных явлений в глубине океана возникают внутренние волны. Глубоководный океан является примером непрерывной плотностной стратификации в жидкости, подверженной крупномасштабным периодическим возмущениям. При наличии наклонных границ, в силу особенностей дисперсионного соотношения, в такой среде могут возникать геометрические области притяжения волновых пучков после последовательных отражений от границ. Ранее особенности поведения кинетической энергии при возникновении волновых аттракторов исследовались для двумерных областей с сопоставимыми масштабами по вертикали и горизонтали. При увеличении аспектного соотношения концентрация кинетической энергии может качественно изменяться как в ламинарном, так и в турбулентном режиме. В настоящей работе показано, что концентрация удельной кинетической энергии может на порядки возрастать при увеличении аспектного соотношения. Источником возмущений являются крупномасштабные монохроматические колебания верхней горизонтальной границы области. Проведено численное моделирование эволюции волновых движений в удлиненной по горизонтали области при различных значениях амплитуды возмущения, выявлены принципиальные особенности этого случая по сравнению со случаем области, имеющей соизмеримые значения глубины и длины. Рассмотрено несколько наиболее характерных ситуаций, изучены интегральные механические характеристики: полная диссипация, средняя кинетическая энергия и ее пульсации в ламинарных и турбулентных режимах.