کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6932448 867731 2014 21 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling of ocean-atmosphere interaction phenomena during the breaking of modulated wave trains
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی پدیده های تعامل اقیانوس-جو در هنگام شکستن قطار موج مدولاسیون
کلمات کلیدی
بی ثباتی مدولاسیون، تعامل جو اقیانوس روشهای جریان بالقوه، دو سیال جریان دارد، روشهای اندازه گیری سطح، دینامیک گرداب،
ترجمه چکیده
در اینجا، پدیده های تعامل بین آب در جریان شکستن امواج اقیانوسی مورد بررسی قرار می گیرند. این مطالعه با بهره گیری از ترکیبی از یک روش جریان بالقوه، که برای توصیف تکامل سیستم موج تا شروع بی ثباتی مدولاسیون استفاده می شود، و یک حل کننده ناییر استوکس دو مایکروویو است که به شدت غیرمستقیم توصیف می کند. تعامل خطی آب و هوا در حین وقفه شکستن رخ می دهد. روش جریان بالقوه مبتنی بر یک رویکرد به طور کامل غیر خطی مخلوط یولرین-لاگرانژ است، در حالیکه مدل دو مایع از روش یک سطح برای جذب رابط استفاده می کند. این روش برای مطالعه تکامل یک موج موج مدولاسیون متشکل از یک مولفه موج اصلی با دو اختلال باند جانبی کاربرد دارد. نشان داده شده است که شکست زمانی رخ می دهد که شیب اولیه از مقدار آستانه عبور کند. هنگامی که شکست شروع می شود، این تنها یک رویداد واحد نیست، بلکه با دوره ای که به سرعت گروه مرتبط است، مکرر است. نتایج از لحاظ اشکال سطح آزاد، میدان های سرعت و فشرده سازی، انرژی و تخلیه چسبندگی ارائه شده است. این تجزیه و تحلیل نشان می دهد تشکیل ساختارهای گرداب بزرگ در حوزه هوا است که بوسیله جداسازی جریان هوا در خلال موج شکستن ایجاد می شود. شکل کشیدن مربوط به فرآیند جداسازی جریان به طور قابل توجهی موجب صرفه جویی در مقدار انرژی سیستم موج می شود. کسری انرژی که توسط هر رویداد شکستن تخلیه می شود، متمایز است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
Air water interaction phenomena taking place during the breaking of ocean waves are investigated here. The study is carried out by exploiting the combination between a potential flow method, which is used to describe the evolution of the wave system up to the onset of the modulational instability, and a two-fluids Navier-Stokes solver which describes the strongly non-linear air-water interaction taking place during breaking events. The potential flow method is based on a fully non-linear mixed Eulerian-Lagrangian approach, whereas the two-fluid model uses a level-set method for the interface capturing. The method is applied to study the evolution of a modulated wave train composed by a fundamental wave component with two side band disturbances. It is shown that breaking occurs when the initial steepness exceed a threshold value. Once the breaking starts, it is not just a single event but it is recurrent with a period associated to the group velocity. Results are presented in terms of free surface shapes, velocity and vorticity fields, energy and viscous dissipation. The analysis reveals the formation of large vortex structures in the air domain which are originated by the separation of the air flow at the crest of the breaking wave. The form drag associated to the flow separation process significantly contributes to the dissipation of the energy content of the wave system. The energy fraction dissipated by each breaking event is distinguished.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 271, 15 August 2014, Pages 151-171
نویسندگان
, , ,