Оценка параметров роста ветрового волнения по спектральным потокам

С позиций теории волновой турбулентности описаны основные режимы развития ветрового волнения, отвечающие постоянству потоков волнового импульса, энергии и действия. На основе экспериментальных данных о росте волнения даны оценки потока энергии в область больших масштабов (обратного каскада в теории волновой турбулентности). Интенсивность прямого каскада энергии в область коротких волн оценена по экспериментальным параметризациям частотных спектров ветрового волнения, отвечающим спектру Колмогорова—Захарова E(ω)∝ ω^-4. Проведённые оценки показывают, что интенсивность прямого каскада на два порядка превышает интенсивность обратного. Приближённое решение для прямого каскада энергии получено как возмущение классического решения Захарова—Заславского для обратного каскада с нулевым потоком энергии. Результаты обсуждаются в их связи с развитием спектральных моделей ветрового волнения.

На английском языке

Evaluation of Wind Wave Growth Parameters Basing on Spectral Fluxes

Badulin S.I.

Geogdzhaev V.V.

We describe the main regimes of the wind wave dynamics, which correspond to the continuity of the fluxes of the wave pulse, energy, and action, on the basis of the wave turbulence theory. Basing on the experimental data about the wave growth, the energy flux into the large-scale region (backward cascade within the wave turbulence theory) is evaluated. The intensity of the forward energy cascade to the short-wave region is estimated basing on experimental parameterization of the wind wave frequency spectra, which corresponds to the Kolmogorov—Zakharov spectrum E(ω)∝ ω^-4. The obtained estimates show that intensity of the forward cascade exceeds that of the backward one by two orders of magnitude. An approximate solution for the forward energy cascade is found as a perturbation of the classical Zakharov—Zaslavsky solution for the backward cascade with a zero energy flux. The results are discussed in correlation with the development of spectral wind wave models.