Исследование волнового пограничного слоя над морем методами математического моделирования

Взаимодействие ветра и волн до сих пор остается одной из наименее исследованных проблем геофизической гидродинамики. Подавляющее большинство результатов, полученных в этой области основываются на анализе данных полученных в результате измерений. Такие данные неполны, поскольку полевые исследования осложняются многими факторами и, в принципе неточны; а лабораторные эксперименты проводятся в установках с несравненно меньшими масштабами по сравнению с масштабами природных явлений. Состояние теории волнового пограничного слоя также неудовлетворительно. Большинство теоретических моделей используют серьёзные упрощения, пренебрегая основным свойством волнового пограничного слоя – существованием возмущений конечной амплитуды, создаваемыми движущейся искривлённой поверхностью.Исследование процессов взаимодействия волн и ветра является фундаментальной проблемой физики океана, имеющей важное практическое значение. Важным компонентом моделей прогноза морского волнения является блок, описывающий мелкомасштабные физические процессы, связанные с преобразованием энергии. Можно утверждать, что в настоящее время проблема параметризации этих процессов находится в зачаточном состоянии.Наиболее естественным и вместе с тем наиболее трудным методом исследования взаимодействия волн и ветра является метод основанный на прямом совместном моделировании волн и ветра, описываемый полными уравнениями гидромеханики. Этот подход сильно усложняется необходимостью введения нестационарной неортогональной системы координат, связанной с поверхностью. Уравнения при этом существенно усложняются, но любой другой подход практически невозможен.Задача данного исследования облегчается тем, что авторы имеют значительный опыт такого моделирования. В проекте предполагается усовершенствование разработанных методов математического моделирования и получение на их основе рекомендаций пригодных для практического использования.