Натурные исследования и математическое моделирование...
169
сти могут быть объяснены фактором неоднородности условий, провоцирующим развитие градиентных течений. Заметные расхождения обнаруживают также профили течений, показанные на рис. 5.7г. Распределение, измеренное на побережье Северной Каролины в ходе эксперимента DELILAH’90 (Lippmann et al., 1995), характеризуется пиком скорости в межваловой ложбине, тогда как теория предсказывает максимум скорости у гребня вала. Таким образом, рассмотренная модель, основанная на постоянном значении коэффициента обмена, дает вполне адекватные результаты для монотонных профилей дна. Для склонов с подводными валами теория правильно определяет максимальные скорости течения, но не вполне удовлетворительно описывает их распределение. В этих условиях, очевидно, возрастает роль изменений вихревой вязкости в поперечном направлении. Однако известные модели, использующие переменный коэффициент обмена, также не в состоянии объяснить смещение пика течения в ложбину. Поэтому более вероятной причиной расхождений является неоднородность рельефа дна вдоль берега, характерная для зоны подводных валов. Заметим, что расчетные распределения скорости, основанные на оценке вихревой вязкости по формуле (5.30), почти не отличаются от приведенных на рис. 5.7. Исследования вертикальной структуры вдольберегового течения, выполненные И. Торнтоном с соавторами (Thornton et al., 1995), свидетельствуют о том, что профиль скорости хорошо описывается логарифмической зависимостью (коэффициент корреляции в среднем равен 0,98). Эпюры вдольбереговых скоростей, измеренные И. Торнтоном с соавторами в ходе эксперимента DUCK’94 в различных точках профиля берегового склона, показаны на рис. 5.8. По вертикальной оси на графиках отложены расстояния от дна. Измерения выполнялись во время прилива, и реальные глубины были несколько больше средних. Авторы отмечают, что в ложбине, где доминирует придонная турбулентность, наблюдаемые распределения ближе к логарифмическим, чем над валом, где турбулентность обусловлена также обрушением волн. В целом течение довольно однородно в пределах среднего слоя, и его осредненная по глубине скорость, может служить достаточно репрезентативной характеристикой.
Рис.5.8. Вертикальные профили скоростей вдольберегового течения (по данным Thornton et al., 1995).