Чаликов Д.В., Фокина К.В. «Прямая (фазо-разрешающая) модель поверхностных волн» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 18, № 1, с. 8-18 (2025)

Обсуждается место созданной в Санкт-Петербургском филиале ИО РАН численной модели поверхностных волн TRIDWAVE в вычислительной геофизической гидродинамике. Даётся описание математической формулировки численной модели поверхностных волн в периодической области для бесконечной и конечной глубин. Главной особенностью модели является возможность переключения от подробной трёхмерной схемы к упрощённой двумерной схеме, которая ускоряет вычисления в 10–15 раз. Статистические характеристики результатов, воспроизводимых оригинальным и ускоренным вариантами модели, совпадают с высокой точностью. Даётся описание структуры модели, взаимодействия её блоков, схемы запуска и возобновления счёта и контроля результатов. Описывается динамическая часть программы, осуществляющая решение на каждом шаге по времени и включающиеся по запросу блоки оперативной обработки и регистрации результатов. Описана система регистрации результатов, их состав, даны рекомендации по расширению выдачи. Даются рекомендации по организации обработки полученных результатов после окончания счёта. Ключевые слова: потенциальные поверхностные волны, численное моделирование, ветровые волны, развитие волн, диссипация волн, спектр, Фурье трансформ метод, статистические характеристики волн

Фокина К.В. «Трёхмерная фазо-разрешающая модель поверхностных волн для конечной глубины» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 18, № 1, с. 19-30 (2025)

Статья посвящена модификации трёхмерной фазо-разрешающей модели FWM (Full Wave Model) потенциальных волн (изначально сформулированной для моделирования волн в глубоководных условиях) для моделирования волн на конечной глубине, а также оценке области применимости предложенной модели. Проведены численные эксперименты для квазистационарного волнового режима по результатам которых рассчитывается дисперсионное соотношение для волн на конечной глубине, заданных в начальных условиях спектром JONSWAP. Расчёты проводились для двух вариантов разрешения: однонаправленные и разнонаправленные волны, а также для различных безразмерных значений глубины. На основе рассчитанных статистических характеристик показано совпадение теоретических и модельных расчётов дисперсионного соотношения с удовлетворительной точностью, что позволяет сделать вывод о корректности работы модели в условиях конечности глубины для рассматриваемого случая квазистационарного режима. Предложенная модификация модели применима для моделирования динамики многомодового волнового поля для глубины не меньше, чем 0,1 длины волны пика спектра, что значительно расширяет область применения модели FWM. Ключевые слова: ветровые волны, фазо-разрешающее моделирование, конечная глубина, фазовая скорость, дисперсионное соотношение, трёхмерное моделирование волн

Баханов В.В., Власов С.Н., Копосова Е.В. «Модуляционно-самофокусировочная неустойчивость гравитационно-капиллярных волн в широком интервале углов и частот» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 18, № 1, с. 41-52 (2025)

Излагается теория неустойчивости гравитационно-капиллярных волн на поверхности жидкости с учетом линейной и нелинейной дисперсий. Теоретическое исследование проводится на основе использования интегродиффренциального оператора для описания линейной дисперсии волн. Сначала рассматривается случай кубичной нелинейности без учета дисперсии нелинейности. Найдены инкременты неустойчивости. Проводится сравнение со случаем параболической аппроксимации линейной дисперсионной зависимости, что соответствует использованию нелинейного уравнения Шредингера. Показано, что использование интегродиффренциального оператора для описания линейной дисперсии волн приводит к ограничению области неустойчивости, но не меняет величины инкремента. Получено, что дисперсия нелинейности уменьшает инкременты, особенно при больших расстройках. Влияние капиллярных эффектов на неустойчивость волн на поверхности жидкости проводится в той же последовательности: сначала без учета дисперсии нелинейности, затем с ее учетом. Структура неустойчивости меняется для волн, распространяющихся с минимальными фазовыми и групповыми скоростями: при уменьшении длины волны область неустойчивости суживается и потом исчезает. Определены границы исчезновения области неустойчивости. При дальнейшем уменьшении длины волны неустойчивость возникает вновь. Она приобретает черты «коллапса», когда область неустойчивости становится эллиптической. Вид неустойчивости волн с большими волновыми числами имеет «самофокусировочный» характер в отличие от модуляционного характера неустойчивости волн с малыми волновыми числами. Нелинейная дисперсия в гравитационно-капиллярных волнах, как и в гравитационных волнах, ведет к подавлению неустойчивости при больших расстройках. В области существования неустойчивости типа «коллапса» нелинейная дисперсия ведет к сужению области неустойчивости и уменьшению инкремента в них. Это дает возможность описывать на основе предлагаемых уравнений распространения гравитационно капиллярных волн на больших временах. Ключевые слова: гравитационные волны, капиллярность, поверхность жидкости, нелинейность, дисперсия, неустойчивость, модуляция

Гришин М.Г., Собисевич А.В. «Участие советских учёных в гидрофизических исследованиях, проводимых в рамках мероприятий Международного геофизического года (1957–1958 гг.)» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 18, № 1, с. 106-120 (2025)

Международный геофизический год, проводившийся в 1957–1958 гг., стал важным мероприятием для проведения гидрофизических наблюдений Мирового океана. Успешное участие советских учёных в его мероприятиях стало возможным благодаря государственной поддержке научно-исследовательских институтов, экспедициям научно-исследовательских судов, закупке и производству необходимого оборудования. Наибольший вклад внесли применяемые в исследованиях НИС «Михаил Ломоносов» и «Витязь». Были уточнены структура океанических течений, причины возникновения цунами и другие вопросы морской гидрофизики. Важным было также то, что советские учёные привлекали к исследованиям учёных из стран Совета экономической взаимопомощи и других дружественных стран.