ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЗАЛИВАХ ЯПОНСКОГО МОРЯ
Authors: Smirnov S.V. 
Published: December 2019

Для численного исследования резонансных колебаний в акваториях Японского моря применяется модель, основанная на линеаризованной относительно основного состояния покоя системе уравнений мелкой воды в сферической системе координат с учетом периодического внешнего воздействия и трения о дно. Разностные аналоги уравнений модели построены на нерегулярной треугольной сетке. Расчеты резонансного отклика модельного водоема производятся для последовательностей значений частоты при заданном распределении амплитуды вынуждающей силы. Вычислительная область включает акваторию Японского моря, в модельных проливах заданы условия излучения. Цифровой рельеф дна прибрежной зоны залива Петра Великого построен на основе морских навигационных карт. Для остальной части вычислительной области применяются данные ETOPO1. С применением численной модели изучены резонансных своств акватории залива Находка, являющегося полузамкнутым водоемом с широким входом. Были получены наборы пространственновременных параметров для вынужденных колебаний, представляющих собой отклики на периодические ветровые воздействия. Проведено сравнение результатов вычислений с результатами натурных наблюдений с автоматизированного поста Находка сети наблюдения за уровнем моря российской службы предупреждения о цунами. . Численная модель позволяет получить данные о колебаниях уровня в бухтах Находка и Врангеля, в которых расположены многочисленные портовые сооружения. Представленная численная модель может быть применена при планировании размещения измерителей в натурных экспериментах, интерпретации и анализе результатов Ключевые слова: резонансные колебания, свободная поверхность, море, спектральный анализ, численная модель.

A numerical model is used for the study of resonance oscillations in the waters of the Sea of Japan. The model is based on a shallow water system linearized with respect to the ground state of rest in a spherical coordinate system, taking into account external periodical wind influence and bottom friction. Finitedifference analogues of the model equations are built on an irregular triangular grid. The resonance response of a model reservoir is calculated for sequences of frequency values for a given distribution of the driving force amplitude. The computational domain includes the waters of the Sea of Japan. Radiation conditions are specified in model straits. The digital relief of the bottom of the coastal zone of Peter the Great Bay is based on marine nautical charts. For the rest of the computing domain, ETOPO1 data is applied. With using the numerical model, the resonance properties of the water area of the Nakhodka Bay, which is a semienclosed body of water with a wide entrance, are studied. Sets of spatiotemporal parameters for forced oscillations were obtained, which are responses to periodic wind effects. A comparison of the results of calculations with the results of field observations from an automated post of a network for monitoring the sea level of the Russian tsunami warning service is carried out. The numerical model provides data on level fluctuations in the bays of Nakhodka and Wrangel, in which numerous port facilities are located. The presented numerical model can be applied in planning the placement of meters in field experiments, interpretation and analysis of the results. Keywords: resonant oscillations, free surface, sea, spectral analysis, numerical model.