|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Численное моделирование колебаний уровня воды в бассейнекурсовая работа (Специалист)
- Научный руководитель: Багатинский Владислав Андреевич
- Автор: Гусев Тимофей Васильевич
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Кафедра физики моря и вод суши
- Год защиты: 2025
- Курс: 4
- Аннотация: Изучение волновых процессов в мелководных водоёмах является важной задачей гидродинамики, имеющей как фундаментальное, так и прикладное значение. Колебания уровня воды, возникающие под действием внешних воздействий, таких как ветер или механические возмущения, играют ключевую роль в энергетическом балансе бассейнов и резервуаров, а также в функционировании гидротехнических сооружений. Одним из наиболее информативных способов анализа волновых процессов является регистрация давления в фиксированных точках дна. Спектральный анализ давления позволяет выявить характерные частоты и периоды колебаний, включая резонансные моды (сейши), и тем самым получить представление о динамике всей системы. В данной курсовой работе рассматривается задача численного моделирования давления в прямоугольном лабораторном бассейне длиной 150 м и шириной 24 м. Средняя глубина составляет около 0.83 м. Экспериментальные данные включают временные ряды давления, измеренного в четырёх точках, на протяжении серии погружений. Анализ проводится на основе сравнения экспериментальных данных со спектрами, полученными с помощью численного моделирования. В качестве математической основы используется система уравнений мелкой воды без учёта силы Кориолиса. В правые части уравнений скорости вводится белый шум, моделирующий стохастические возмущения. Расчёт выполняется в двумерной области с граничными условиями непротекания, при нулевых начальных условиях. Основной целью является воспроизведение спектра давления в заданной точке и его сопоставление с экспериментом. Особое внимание в данной работе уделяется анализу сейшевых мод — собственных колебаний уровня воды, возникающих вследствие геометрических параметров бассейна и гравитационного восстановления после возмущения. Эти моды проявляются в спектре в виде характерных пиков, соответствующих резонансным частотам системы. Наблюдение сейш позволяет уточнить параметры модели, а также оценить вклад стохастических возбуждений в динамику свободной поверхности. Выделение мод (m, n), соответствующих стоячим волнам по длине и ширине бассейна, служит дополнительным критерием соответствия численной модели реальному эксперименту.
- Добавил в систему: Багатинский Владислав Андреевич