Direct numerical simulation of a turbulent stably stratified air flow above a wavy water surface


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The influence of the roughness of the underlaying water surface on turbulence is studied in a stably stratified boundary layer (SSBL). Direct numerical simulation (DNS) is conducted at various Reynolds (Re) and Richardson (Ri) numbers and the wave steepness ka. It is shown that, at constant Re, the stationary turbulent regime is set in at Ri below the threshold value Ric depending on Re. At Ri > Ric, in the absence of turbulent fluctuations near the wave water surface, three-dimensional quasiperiodical structures are identified and their threshold of origin depends on the steepness of the surface wave on the water surface. This regime is called a wave pumping regime. The formation of three-dimensional structures is explained by the development of parametric instability of the disturbances induced by the surface water in the air flow. The DNS results are quite consistent with prediction of the theoretical model of the SSBL flow, in which solutions for the disturbances of the fields of velocity and temperature in the wave pumping regime are found to be a solution of a two-dimensional linearized system with the heterogeneous boundary condition, which is caused by the presence of the surface wave. In addition to the turbulent fluctuations, the three-dimensional structures in the wave pumping regime provide for the transfer of impulse and heat, i.e., the increase in the roughness of the water–air boundary caused by the presence of waves intensifies the exchange in the SSBL.

Об авторах

O. Druzhinin

Institute of Applied Physics

Автор, ответственный за переписку.
Email: druzhinin@hydro.appl.sci-nnov.ru
Россия, ul. Ul’yanova 46, Nizhny Novgorod, 603950

Yu. Troitskaya

Institute of Applied Physics; Nizhny Novgorod State University

Email: druzhinin@hydro.appl.sci-nnov.ru
Россия, ul. Ul’yanova 46, Nizhny Novgorod, 603950; pr. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950

S. Zilitinkevich

Nizhny Novgorod State University; Finnish Meteorological Institute; Moscow State University; Institute of Geography

Email: druzhinin@hydro.appl.sci-nnov.ru
Россия, pr. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950; Erik Palménin aukio 1, Helsinki, FI-00560; Moscow, 119991; Staromonetnyi per. 29, Moscow, 119017

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».