Investigation of the Regimes of Seiche Oscillations Sevastopol Bay

Yu. V. Manilyuk; Манилюк Ю. В.; D. I. Lazorenko; Лазоренко Д. И.; V. V. Fomin; Фомин В. В.; D. V. Alekseev; Алексеев Д. В.

doi:10.31857/S0030157423060114

Исследование режимов сейшевых колебаний Севастопольской бухты

Авторы: Манилюк Ю.В.¹, Лазоренко Д.И.¹, Фомин В.В.¹, Алексеев Д.В.¹
Учреждения:
1. Морской гидрофизический институт РАН
Выпуск: Том 63, № 6 (2023)
Страницы: 916-926
Раздел: Физика моря
URL: https://journal-vniispk.ru/0030-1574/article/view/162317
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423060114
EDN: https://elibrary.ru/QOSMGE
ID: 162317

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

На основе гидродинамической конечно-элементной модели ADCIRC исследуются различные режимы сейшевых колебаний в узкой протяженной глубоководной бухте на примере Севастопольской бухты. В качестве возмущений рассматриваются длинные волны, проникающие в бухту через ее вход. Расчеты выполнены для возмущений с периодами 2.5, 2.9 и 6.2 мин, принадлежащих собственным модам бухты с различной пространственной структурой: поперечной, продольно-поперечной и продольной соответственно. Воздействие данных возмущений приводит к генерации не только резонансных мод с периодами, близкими к периоду возмущения, но и интенсивной моды Гельмгольца, возникающей после прекращения действия возмущения и приводящей к значительному увеличению амплитуды колебаний уровня. В проведенных исследованиях сейш, вызываемых возмущениями в виде монохроматических длинных волн, приходящих из открытого моря, не удалось получить подтверждения, что наибольшую потенциальную опасность для прибрежной зоны вытянутой глубоководной бухты представляют так называемые экстремальные моды, имеющие поперечную структуру. Мода со структурой, близкой к поперечной, была сгенерирована, но ее максимальная амплитуда оказались в 2.5 раза меньше, чем у продольно-поперечной и продольной сейш. Наибольшее усиление набегающих волн отмечено для продольно-поперечной моды с периодом 2.9 мин.

Ключевые слова

сейши в бухтах, экстремальные моды сейш, севастопольские бухты, модель ADCIRC

Список литературы

Балинец Н.А. Условия возникновения тягуна в портах Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовых зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2007. № 15. С. 362–369.
Иванов В.А., Манилюк Ю.В., Санников В.Ф. Сейши в бассейне с открытым входом // Прикладная механика и техническая физика. 2018. Т. 59. № 4. С. 23–30. https://doi.org/10.15372/PMTF20180404
Иванов В.А., Пальшин Н.И., Манилюк Ю.В. Сейши Петрозаводской губы Онежского озера // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 5. С. 503–510. https://doi.org/10.31857/S0321-0596465503-510
Манилюк Л.С., Балинец Н.А. Тягун в портах Черного моря // Метеорология и гидрология. 2005. № 9. С. 120–122.
Манилюк Ю.В., Лазоренко Д.И., Фомин В.В. Исследование сейшевых колебаний в смежных бухтах на примере Севастопольской и Карантинной бухт // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36. № 3. С. 261–276. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-3-261-276
Манилюк Ю.В., Лазоренко Д.И., Фомин В.В. Сейшевые колебания в системе севастопольских бухт // Водные ресурсы. 2021. № 5. С. 526–536. https://doi.org/10.31857/S0321059621050126
Рабинович А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 325 с.
Aranguiz R., Catalan P.A., Cecioni C. et al. Tsunami resonance and spatial pattern of natural oscillation modes with multiple resonators // JGR Oceans. 2019. V. 124. Iss. 11. P. 7797–77816. https://doi.org/10.1029/2019JC015206
Bellotti G. Transient response of harbours to long waves under resonansce conditions // Coastal Engenieering. 2007. V. 54. Iss. 9. P. 680–693. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2007.02.002
Bellotti G., Briganti R., Beltrami G., Franco L. Modal analysis of semi-enclosed basins // Coastal Engineering. 2012. V. 64. P. 16–25. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2012.02.002
Dong G., Zheng Z., Gao J. et al. Experimental investigation on special modes with narrow amplification diagrams in harbor oscillations // Coastal Engineering. 2020. V. 159. August 2020, 103720. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2020.103720
Heidarzadeh M., Rabinovich A.B. Combined hazard of typhoon generated meteorological tsunamis and storm surges along the coast of Japan // Natural Hazards. 2021. V. 106. P. 1639–1672. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04448-0
Lee J.J. Wave-induced oscillations in harbours of arbitrary geometry // Journal of Fluid Mechanics. 1971. V. 45. № 2. P. 375–394.
Liu P. L.-F., Monserrat M., Macros M., Rabinovich A.B. Coupling between two inlets: observation and modeling // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. № C3. 3069. P. 14-1–14-10. https://doi.org/10.1029/2002JC001478
Luettich R.A., Westerink J.J. Formulation and numerical implementation of the 2D/3D ADCIRC; 2004. http://adcirc.org/adcirc_theory_2004_12_08.pdf.
Ma X., Zheng Z., Zhang X., Dong G. Numerical investigation on special modes with narrow amplification diagram in harbor oscillations // Ocean Dynamics. 2020. V. 70. Iss. 1. P. 1–19. https://doi.org/10.1007/s10236-019-01325-8
Nakano M., Fajimoto N. Seiches in bays forming coupled system // Journal of the Oceanographical Society of Japan. 1987. V. 43. P. 124–134.
Rabinovich A.B. Seiches and Harbor Oscillations (Chapter 9) // Handbook of Coastal and Ocean Engineering / Ed. Y.C. Kim. – Singapoure: World Scientific Publ., 2009. P. 193–236.