Pubblicazione su Journal of Fluid Mechanics
Un articolo che descrive il campo turbolento di un flusso oscillante soggetto a rotazione (conosciuto anche come strato limite di Stokes-Ekman, SLSE) è stato recentemente pubblicato su Journal of Fluid Mechanics. L’articolo è il risultato di una collaborazione1,2 a lungo termine fra OGS e il Dipartimento di ingegneria civile e ambientale dell’Università di Trieste.
La turbolenza nello SLSE è stata studiata tramite simulazioni numeriche di tipo Large-eddy (LES), che risolvono direttamente le scale maggiormente energetiche del moto e parametrizzano le più piccole scale isotropiche e dissipative utilizzando un modello di sotto-griglia.
Lo SLSE trattato in questo lavoro rappresenta il prototipo di una colonna d’acqua messa in moto da una corrente mareale semi-diurna che fluisce parallela alla direzione est-ovest, e ha importanti applicazioni geofisiche. L’effetto della rotazione è stato studiato a tre diverse latitudini nell’emisfero Nord (casi polare, medie-latitudini e quasi-equatoriale). I risultati mostrano che la rotazione ha un notevole impatto nel caso polare, restringendo l’intervallo delle fasi di oscillazione influenzate dalla turbolenza e ridistribuendo l’energia nelle tre direzioni spaziali. Traiettorie ellittiche sono state osservate a tutti i livelli verticali. Nei casi non-polari, la rotazione ambientale è troppo debole per cambiare il campo turbolento in maniera significativa ma, al diminuire della latitudine, si è osservato lo sviluppo di un’asimmetria tra i due semi-periodi di oscillazione. Questo effetto rivela un’attività turbolenta aumentata (ridotta) durante il secondo (primo) semi-periodo, corrispondente al flusso mareale proveniente da est (ovest).
S. Salon and V. Armenio: A numerical investigation of the turbulent Stokes–Ekman bottom boundary layer. Journal of Fluid Mechanics, Available on CJO 2011 doi:10.1017/jfm.2011.303
[1]S. SALON, V. ARMENIO and A. CRISE (2007). A numerical investigation of the Stokes boundary layer in the turbulent regime. Journal of Fluid Mechanics, 570, pp 253-296 doi:10.1017/S0022112006003053
[2]S. SALON, V. ARMENIO and A. CRISE (2009). A numerical (LES) investigation of a shallow-water, mid-latitude, tidally-driven boundary layer. Environmental Fluid Mechanics, 9-5, pp 525-547, DOI: 10.1007/s10652-009-9122-y