Отдел турбулентности

История

Отдел турбулентности – один из старейших научных отделов, существующий со дня основания Морского гидрофизического института. Руководителями отдела с 1963 г. были: д-р физ.-мат. наук, проф. А.Г. Колесников; д-р физ.-мат. наук, проф. Н.А. Пантелеев. В 2000-2022 гг. отдел возглавлял д-р физ.-мат. наук А.С. Самодуров. С 2022 г. отдел возглавляет д-р физ.-мат. наук А.А. Слепышев.

Основные направления исследований

  • исследование процессов турбулентного обмена теплом, солью, различными химическими и биологическими веществами в глубоководной и шельфовой зонах Черного моря с целью мониторинга и прогноза эволюции его физического и биохимического состояния при изменяющихся природных и антропогенных воздействиях;

  • исследование обусловленных внутренними волнами вертикальных потоков тепла, соли и импульса и их роли в генерации вертикальной тонкой структуры;

  • разработка теоретических и практических основ для создания измерительных приборов; модернизация существующих приборов с использованием новой элементной базы; разработка и совершенствование программных продуктов для приема, обработки и анализа экспериментальных данных;

  • проведение натурных измерений с использованием созданной высокоразрешающей аппаратуры; пополнение базы данных измерений, необходимых для верификации используемых моделей;

  • на основе результатов разработанных моделей и анализа данных натурных измерений создание практических методов расчета потоков тепла, соли и других химических и биологических веществ в исследуемых районах.

Состав отдела

В отделе работают 17 сотрудников следующих должностей:

  • 2 главных научных сотрудника, д-ра физ.-мат. наук;

  • 1 ведущий научный сотрудник, д-р физ.-мат. наук;

  • 1 старший научный сотрудник, канд. физ.-мат. наук;

  • 4 младших научных сотрудника, без степени;

  • 2 ведущих инженера-исследователя;

  • 1 ведущий инженер-программист;

  • 1 ведущий инженер-технолог;

  • 1 старший инженер-конструктор;

  • 3 инженера;

  • 1 ст. лаборант.

Сотрудники отдела

Заведующий отделом: доктор физ.-мат. наук Александр Алексеевич Слепышев

Александр Алексеевич Слепышев

Наиболее значимые результаты работ

  • внедрен в практику океанологических исследований ряд надежных методов расчета потоков тепла, соли и других химических веществ для естественных бассейнов на основе анализа данных модернизированного высокоразрешающего измерительного комплекса;

  • построен ряд моделей вертикального турбулентного обмена теплом и солью в различных стратифицированных слоях в бассейне Черного моря для различных районов и для различных временных периодов;

  • создана многомасштабная модель для приповерхностного квазиоднородного слоя моря, учитывающая вклады различных механизмов генерации турбулентности в вертикальный обмен: сдвига скорости течения, нелинейных эффектов и обрушений поверхностных волн, циркуляций Ленгмюра;

  • разработана нестационарная модель турбулентности для верхнего пограничного слоя моря, учитывающая короткопериодную изменчивость ветра и генерацию турбулентности когерентными структурами;

  • на основе модели, включающей внутренние и захваченные топографические волны, показано, что топографические волны здесь модуляционно неустойчивы и обусловливают интенсивный вертикальный обмен в придонном слое;

  • разработана физическая модель гравитационного потока крупных частиц наносов по нормали к береговой линии, результаты которой сопоставимы с реальными событиями размыва Бакальской косы;

  • построены карты пространственных распределений и произведены оценки временной изменчивости коэффициентов горизонтального обмена и кинетической энергии течений в Черном море для пульсационной, средней и in situ составляющих;

  • определены вертикальные потоки импульса, обусловленные инерционно-гравитационными внутренними волнами на сдвиговых течениях в нетрадиционном приближении, когда учитывается вклад горизонтальной составляющей угловой скорости Земли в силу Кориолиса.

Проекты и гранты, в которых участвуют сотрудники отдела

  • Государственное задание, проект FNNN-2024-0001 «Фундаментальные исследования процессов, определяющих потоки вещества и энергии в морской среде и на ее границах, состояние и эволюцию физической и биогеохимической структуры морских систем в современных условиях» (шифр «Океанологические процессы»).

  • грант РНФ «Механизмы и гидрофизические особенности вертикального перемешивания в однородных и стратифицированных слоях моря»

Перечень научных публикаций в изданиях, индексируемых в российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования (Web of Science и SCOPUS, РИНЦ)

  1. Чухарев А.М., Павлов М.И. Турбулентный обмен при нестационарном взаимодействии атмосферы и моря на малых и субмезомасштабах // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2024. Т. 60, № 1. С. 95–104.

  2. Слепышев А.А., Анкудинов Н.О. Генерация вертикальной тонкой структуры внутренними волнами на сдвиговом течении // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 2. С. 180–197.

  3. Kazakov D.A., Samodurov A.S., Pavlenko O.I. The Black Sea Northern Part Spatial Zoning in Terms of the Mixing Processes Intensity Based on the Data Processing Results of 87, 92, 102 and 110 Voyages of the R/V “Professor Vodyanitsky” // Physical and Mathematical Modelling of Earth and Environmental Processes. Proceedings of the 9-th International Conference. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2024. T. 3114. P. 569–581. DOI: 10.1007/978-3-031-54589-4_58

  4. Slepyshev A.A., Schadt M.A. Influence of the Nontraditional Approximation on Momentum Transfer by Internal Waves in a Shear Flow // Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. 2024. V. 60, No 5. P. 515–522.

  5. Kazakov D.A., Pavlov M.I., Chukharev A.M. “1.5D” Vertical Turbulent Exchange Model Verification Based on Microstructural Probe Data on Cruise 122 of the R/V Professor Vodyanitsky // Complex Investigation of the World Ocean (CIWO-2023). Proceedings of the VII International Conference of Young Scientists. Tatiana Chaplina. (ed.). Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2023. P. 48.

  6. Korzhuev V.A. Turbulence Influence on the Thickness of the Mixed Layer in the Coastal Zone of the Black Sea // Complex Investigation of the World Ocean (CIWO-2023). Proceedings of the VII International Conference of Young Scientists. Tatiana Chaplina. (ed.). Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2023. P. 69.

  7. Pavlov M.I., Chukharev A.M. Influence of Langmuir Circulations on the Intensity of Turbulent Mixing in the Near-Surface Layer of the Sea // Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes. Proceedings of 8-th International Scientific Conference-School for Young Scientists. V.I. Karev. (ed.). Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2023. P. 395-411. DOI: 10.1007/978-3-031-25962-3_39

  8. Слепышев А.А. Генерация вертикальной тонкой структуры внутренними волнами на морском шельфе // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2023. № 3. С. 111–124.

  9. Слепышев А.А., Носова А.В. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в западной части Средиземного моря // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 4. С. 358–371. DOI: 10.22449/0233-7584-2022-4-358-371

  10. Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в сдвиговом потоке при учете турбулентной вязкости и диффузии // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58, № 5. С. 504–511. DOI: 10.31857/S000235152205011X

  11. Самодуров А.С., Чухарев А.М., Казаков Д.А., Павлов М.И., Коржуев В.А. Вертикальный турбулентный обмен в Черном море: экспериментальные исследования и моделирование // Морской гидрофизический журнал. 2023. № 6. С. 735-759.

  12. Slepyshev A.A., Vorotnikov D.I. Numerical Calculation of Vertical Wave Momentum Fluxes on a Shear Flow // Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environmental Processes. Proceedings of the 7-th International Conference. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2022. С. 167–176. DOI: 10.1007/978-3-030-99504-1_18

  13. Chukharev A.M., Samodurov A.S. Calculation of the turbulent exchange intensity in the sea upper homogeneous layer // Processes in GeoMedia. Chaplina T. (eds). Springer Geology. Springer, Cham. Vol. II. 2021. P. 81-88. DOI: 10.1007/978-3-030-53521-6_11

  14. Анкудинов Н.О., Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в двумерном потоке // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2021. № 3. С. 39-47. DOI: 10.31857/S0568528121030026

  15. Чухарев А.М., Павлов М.И. Модельные и экспериментальные оценки интенсивности вертикального перемешивания в верхнем однородном слое моря // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 3. С. 333-349. DOI: 10.22449/0233-7584-2021-3-333-349

  16. Самодуров А.С., Чухарев А.М., Казаков Д.А. Основные закономерности вертикального турбулентного обмена в квазиоднородных и стратифицированных слоях Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 4. С. 405-422. DOI: 10.22449/0233-7584-2021-4-405-422

  17. Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса инерционно-гравитационными внутренними волнами на двумерном сдвиговом течении // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 4. С. 391-404. DOI: 10.22449/0233-7584-2021-4-391-404

  18. Чухарев А.М. Верификация модельных оценок генерации турбулентной энергии поверхностными волнами по натурным данным // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57, № 5. С. 595-601. DOI: 10.31857/S0002351521050059

Контактная информация

Отдел турбулентности
ФГБУН ФИЦ МГИ,
2, Капитанская ул.
299011, Севастополь
Российская Федерация

Слепышев Александр Алексеевич
электронная почта: turb@mhi-ras.ru