Nonlinear amplification of ocean waves in straits

Abstract

Мы изучаем глубоководные океанские ветровые волны в проливе, с ветром, направленным ортогонально к берегу, через точное уравнение Хассельмана. Несмотря на "диссипативные" берега - мы не включаем никакого отражения от береговых линий. Mы показываем, что эволюция волновой турбулентности может быть разделена во времени на два различных режима. Во время первого режима, волны распространяются вдоль ветра, и ветровое море может быть описано автомодельными решениями уравнения Хассельмана. Второй режим начинается позднее по времени, после достаточно значительного накопления волновой энергии на подветренной границе. С этого момента ансамбль волн, распространяющихся против ветра, начинается свое формирование. Также начинают появляться волны, распространяющиеся вдоль пролива. Эта волновая система в конечном итоге достигает асимптотического стационарного состояния во времени, состоящего из двух сосуществующих состояний: первого, автомодельного волнового ансамбля, распространяющийся вместе с ветром, а второго - квазимонохроматических волн, распространяющихся почти ортогонально к направлению ветра, и имеющих тенденцию к наклону против ветра под углом 15 градусов ближе к берегу возникновения волновой турбулентности. Эти "вторичные волны" возникают только за счет интенсивного нелинейного волнового взаимодействия. Полная энергия волны превышает его "ожидаемое значение" примерно в два раза больше, чем оценивалось при отсутствии берегов. Ожидается что при наличии отражающих берегов это усиление существенно возрастет. Мы предлагаем называть этот "вторичный" лазеро-подобный нелинейный механизм усиления океанских волн аббревиатурой NOWA.