TY - JOUR

T1 - Принципы нелокальной гидродинамики океана

AU - Родионов, Анатолий Александрович

AU - Хантулева, Татьяна Александровна

N1 - УДК 552.5;551.46.0

PY - 2026/3/30

Y1 - 2026/3/30

N2 - Статья посвящена разработке основ нелокально-гидродинамического подхода к описанию гидрофизических процессов и полей в океане, основанного на строгих результатах неравновесной статистической механики и теории управления адаптивными системами. В экспериментальных исследованиях и теоретических проработках второй половины двадцатого столетия установлено, что океан, находящийся под воздействием солнечной энергии, небесных тел, вращения Земли, и взаимодействующий с атмосферой, сложными рельефом дна и береговой границей, является открытой неравновесной системой. Многомасштабные процессы, происходящие в океане под действием указанных факторов, являются сильнонеравновесными, и в совокупности приводят к самоорганизации океана.Для описания динамики океана в настоящее время применяются методы классической механики сплошной среды и их модификации. Это позволяет решить ряд практически важных задач. Вместе с тем разработанные дифференциальные модели справедливы для систем в состоянии, близком к локальному термодинамическому равновесию. Поэтому классические гидродинамические модели непригодны для описания процессов формирования многомасштабных турбулентных вихре-волновых структур, и попытки их применения к описанию сильнонеравновесных процессов приводят к неадекватным природе решениям.В результате разработки нелокально-гидродинамического подхода удалось сформулировать замкнутую постановку задачи о самоорганизации динамической структуры в открытой неравновесной системе, которая состоит из интегро-дифференциальных уравнений переноса с модельными интегральными ядрами. Параметры модели, определяющие размеры и времена жизни динамической структуры среды, удовлетворяют нелинейным дифференциальным уравнениям эволюции системы согласно алгоритму скоростного градиента. В системе формируется внутреннее управление через обратные связи между структурной динамикой и гидродинамическим поведением среды. Постановка дополняется начальными параметрами структуры среды и начальной скоростью ее деформации.На основе разработанного нелокально-гидродинамического подхода к описанию сильнонеравновесных систем сформулированы принципы применения нелокальных моделей для описания комплекса процессов и явлений в океане.

AB - Статья посвящена разработке основ нелокально-гидродинамического подхода к описанию гидрофизических процессов и полей в океане, основанного на строгих результатах неравновесной статистической механики и теории управления адаптивными системами. В экспериментальных исследованиях и теоретических проработках второй половины двадцатого столетия установлено, что океан, находящийся под воздействием солнечной энергии, небесных тел, вращения Земли, и взаимодействующий с атмосферой, сложными рельефом дна и береговой границей, является открытой неравновесной системой. Многомасштабные процессы, происходящие в океане под действием указанных факторов, являются сильнонеравновесными, и в совокупности приводят к самоорганизации океана.Для описания динамики океана в настоящее время применяются методы классической механики сплошной среды и их модификации. Это позволяет решить ряд практически важных задач. Вместе с тем разработанные дифференциальные модели справедливы для систем в состоянии, близком к локальному термодинамическому равновесию. Поэтому классические гидродинамические модели непригодны для описания процессов формирования многомасштабных турбулентных вихре-волновых структур, и попытки их применения к описанию сильнонеравновесных процессов приводят к неадекватным природе решениям.В результате разработки нелокально-гидродинамического подхода удалось сформулировать замкнутую постановку задачи о самоорганизации динамической структуры в открытой неравновесной системе, которая состоит из интегро-дифференциальных уравнений переноса с модельными интегральными ядрами. Параметры модели, определяющие размеры и времена жизни динамической структуры среды, удовлетворяют нелинейным дифференциальным уравнениям эволюции системы согласно алгоритму скоростного градиента. В системе формируется внутреннее управление через обратные связи между структурной динамикой и гидродинамическим поведением среды. Постановка дополняется начальными параметрами структуры среды и начальной скоростью ее деформации.На основе разработанного нелокально-гидродинамического подхода к описанию сильнонеравновесных систем сформулированы принципы применения нелокальных моделей для описания комплекса процессов и явлений в океане.

KW - отрытые неравновесные системы, динамика океана, структурообразование в океане, вихре-волновые турбулентные структуры, нелокальные гидродинамические модели

U2 - 10.59887/2073-6673.2025.19(1)-1

DO - 10.59887/2073-6673.2025.19(1)-1

M3 - статья

VL - 19

SP - 16

EP - 31

JO - ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОФИЗИКА

JF - ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОФИЗИКА

SN - 2073-6673

IS - 1

ER -