Чаликов Д. В.
Численные 2-D и 3-D модели поверхностных волн позволили воспроизвести и подтвердить большинство фактов, исследованных экспериментально и аналитически. Вместе с тем детальное моделирование обнаружило новые закономерности, не укладывающиеся в рамки традиционных представлений. В статье перечислены результаты, полученные в основном в Санкт-Петербургском филиале ИО РАН. Излагаются факты, которые ранее не обсуждались в статьях других авторов и не нашли адекватного объяснения. Эти факты во многом противоречат сложившимся представлениям. Результаты основаны на аккуратных численных моделях потенциального движения жидкости со свободной поверхностью. Гармонические волны быстро приобретают окаймляющие (bound) моды и превращаются в среднем в волны Стокса. Фурье анализ точных решений показывает, что реальнее поле является скорее суперпозицией волн Стокса с разными амплитудами и фазами, чем суперпозиция линейных мод. Существует предельное разрешение волнового спектра. Волновое поле есть результат суперпозиции неустойчивых мод, амплитуды которых быстро флуктуируют во времени под влиянием обратимых взаимодействий. Развитие экстремальных волн происходит за время порядка одного периода волны. Такая быстрая эволюция не может объясняться теорией модуляционной неустойчивости. Расчет вероятности экстремальных волн по линейной модели дает результаты близкие к расчетам по нелинейной модели. Поэтому роль нелинейности в генерации экстремальных волн, видимо, невелика. При совпадении волновых гребней происходит быстрое нелинейное взаимодействие волн, ведущее к резкому увеличению суммарной волны и вероятному опрокидыванию. Изрезанность двухмерного волнового спектра с высоким разрешением (наличие стационарных пиков и впадин) является типичным результатом прямого моделирования волн. Результаты численного моделирования существенно зависят от тонких деталей начальных условий, поэтому статистически обеспеченные результаты должны быть получены ансамблевым моделированием. Такое моделирование не подтверждает справедливость теории Хассельманна.
