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 м2 . 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 ~ 10 см–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.