Кольцевой ветроволновой стратифицированный бассейн

В 1992 г. в Отделении гидрофизики и гидроакустики ИПФ РАН введен в эксплуатацию Кольцевой ветроволновой стратифицированный бассейн. Бассейн представляет собой замкнутый аэрогидроканал овальной формы (с большой и малой осями 6 м и 3 м соответственно) с сечениями гидроканала и аэроканала 0.3 x 0.3 м 2 . Аэроканал служит для генерации развитого ветрового волнения. В гидроканале предусмотрено создание стратифицированных солевых растворов с заданным профилем плотности для генерации внутренних волн. Бассейн обладает широкими возможностями для физического моделирования ветровых волн на больших разгонах, изменчивости характеристик ветрового волнения под действием внутренних волн и пленок поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Долгосрочные цели работ на Бассейне:

  • исследование спектров коротких ветровых волн дистанционными (оптическими и радиолокационными) методами;
  • исследование каскадных механизмов модуляции мелкомасштабных ветровых волн в поле длинноволновых возмущений (внутренних и длинных ветровых волн);
  • исследование механизмов локализации пленок ПАВ в полях поверхностных течений, внутренних и гравитационно-капиллярных волн, физическое моделирование механизмов образования сликов на морской поверхности;
  • развитие методов исследования физических характеристик ПАВ.

Бассейн оборудован:

  • системой возбуждения поверхностных волн ветровым потоком с регулируемой скоростью (в диапазоне 0 – 4 м/с);
  • системой создания плотностной стратификации;
  • системой механических волнопродукторов для генерации монохроматических поверхностных и внутренних волн;
  • измерительным комплексом, включающим разработанные в ИПФ РАН уникальные оптические анализаторы спектра поверхностных волн, радиолокаторы см- и мм-диапазонов, системой контактных датчиков волнения (струнных волнографов).
Cхема бассейна. Цифрами указаны: 1– вентилятор; 2 – волнопродуктор внутренних волн; 3 – волнопродуктор поверхностных волн; 4 – иллюминаторы; 5 – радиоскаттерометры ( l ~ 8 mm , l ~ 3 cm ); 6 – оптический анализатор спектра ветровых волн ( l ~ 10см-0.5 cm ); 7– волнограф внутренних волн; 8 – волнограф поверхностных волн; 9 – лазерный наклономер.

В течение последних лет на Бассейне выполнено моделирование ряда физических механизмов воздействия внутренних волн на поверхностное волнение, включая кинематический, пленочный и каскадный механизмы, исследовано влияние нелинейности ветровых волн на оптические и радиолокационные сигналы при дистанционном зондировании взволнованной поверхности, изучены эффекты влияния пленок ПАВ изменчивость коротких ветровых волн (С.А. Ермаков, И.А. Сергиевская, Ю.Б. Щегольков).  

Избранные публикации

Ермаков С.А., Салашин С.Г. Об эффекте сильной модуляции капиллярно-гравитационной ряби внутренними волнами // ДАН, 1994, т. 337, № 1, с. 108-111.

Ермаков С.А., Сергиевская И.А., Щегольков Ю.Б. Лабораторные исследования кривизны гравитационно-капиллярных волн конечной амплитуды // Изв. РАН. ФАО, 1997, т. 33, № 3, с. 394-401.

Ермаков С.А., Сергиевская И.А., Щегольков Ю.Б. Лабораторные исследования сильной модуляции радиолокационных сигналов при наличии длинных волн на воде с поверхностно-активной пленкой // Изв. вузов. Радиофизика, 2003, т. 46, № 12, с. 1025-1042.