Within linear approximation of the long-wave theory, the paper uses the hydrodynamic numerical model ADCIRC to study resonance properties of the water areas of the Sevastopol bays: Streletskaya, Kruglaya, Kamyshovaya, and Dvoynaya, which includes Kazachya and Solyonaya bays. The calculations were carried out for the water area of each bay separately based on numerical experiments. At the first stage of modelling, waves in the bays water areas were excited by setting red-noise disturbance at the liquid boundary at the bay entrance. At the second stage, free oscillations were calculated under condition of their free passage at the liquid boundary. The resonance periods of the above bays and spatial distribution of the spectral density of sea-level fluctuations in their water areas for individual natural modes were determined using spectral analysis. Most of the resonance periods for the Sevastopol bays were in satisfactory agreement with analytical estimates. The use of realistic bathymetry and shoreline profile data in the modelling allowed obtaining additional resonance periods for all the considered bays, which cannot be obtained with analytical estimates. The spectral composition expansion of the resonance modes due to connection of these bays via their entrances was revealed in Dvoynaya Bay, which includes Kazachya and Solyonaya Bays. The spectral density spatial distribution of the main energy-carrying sea level oscillations in Streletskaya, Kruglaya, Kamyshovaya and Dvoynaya Bays was analysed to show that the spectral density peaked mainly in the bay tops. In Dvoynaya Bay, the spectral density maxima manifested in the eastern or western arms (Kazachya or Solenaya Bays, respectively) depending on which of the arms their natural periods belonged to. The results obtained here can be used in layout designing of hydraulic structures, development of mariculture, planning of wastewater outlets, etc.
В рамках линейного приближения теории длинных волн на основе гидродинамической численной модели ADCIRC исследуются резонансные свойства акваторий севастопольских бухт: Стрелецкой, Круглой, Камышовой, Двойной, включающей в себя б. Казачью и Соленую. Расчеты проведены для акватории каждой бухты отдельно на основе численных экспериментов. На первом этапе моделирования возбуждаются волны в акваториях бухт с помощью задания на жидкой границе, находящейся у входа в бухту, возмущения типа «красный шум». На втором этапе рассчитываются свободные колебания с условием свободного прохождения на жидкой границе. С использованием спектрального анализа установлены резонансные периоды указанных бухт и пространственное распределение спектральной плотности колебаний уровня в их акваториях для отдельных собственных мод. Большинство выделенных резонансных периодов для севастопольских бухт удовлетворительно согласуются с аналитическими оценками. Использование при моделировании данных батиметрии и профиля береговой черты, приближенных к реальным, позволило получить для всех рассмотренных бухт дополнительные резонансные периоды, которые нельзя получить при аналитических оценках. В б. Двойной, включающей в себя б. Казачью и Соленую, выявлено расширение спектрального состава резонансных мод, возникающее из-за связи этих бухт через их входы. Анализ пространственного распределения спектральной плотности основных энергонесущих колебаний уровня в б. Стрелецкой, Круглой, Камышовой, Двойной показал, что максимальные значения спектральной плотности возникают в основном в вершинах бухт. В б. Двойной максимальные значения спектральной плотности проявляются в восточном или западном рукавах (б. Казачья или Соленая соответственно) в зависимости от того, к какому из рукавов относится собственный период. Полученные здесь результаты могут быть использованы при проектировании размещения гидротехнических сооружений, развитии марикультуры, планировании выпусков сточных вод и т. п.
Текст статьи не включен.