Выполнено исследование влияния ранее обнаруженного явления генерации брызг за счёт дробления типа “парашют” на обмен импульсом в атмосферном пограничном слое над морской поверхностью при ураганных ветрах на основе результатов лабораторного эксперимента. Показано, что аэродинамическое сопротивление определяется вкладом трёх факторов: во-первых, сопротивление, оказываемое куполами “парашютов” как препятствиями; во-вторых, ускорение воздушным потоком капель, образующихся при дроблении. Третий фактор связан со стратификацией приводного слоя атмосферы за счёт присутствия левитирующих капель. Комбинация всех трёх факторов приводит к немонотонной зависимости коэффициента аэродинамического сопротивления от скорости ветра, подтверждающей результаты натурных и лабораторных измерений.

На ветро-волновом канале Большого термостратифицированного бассейна ИПФ РАН выполнены эксперименты по изучению механизмов генерации брызг при ураганном ветре с помощью теневой подсветки и высокоскоростной видеосъёмки с нескольких ракурсов. Классифицированы механизмы дроб­ления, приводящие к брызгам. Изучена статистика событий, приводящих к генерации брызг. Развита феноменологическая модель, основанная на методах статистической физики для описания механизма генерации типа “парашют”. На её основе построена функция генерации брызг, хорошо описывающая имеющиеся экспериментальные данные для ураганных скоростей ветра, полученные в натурных и лабораторных условиях.

На Ветро-волновом канале ИПФ РАН выполнены лабораторные эксперименты по исследованию структуры воздушного турбулентного пограничного слоя над волнами при условиях, моделирующих приводный пограничный слой атмосферы при сильном и ураганном ветре, при эквивалентных скоростях ветра на стандартной высоте 10 м от 10 до 48 м/с. С использованием модифицированной техники цифровой оптической анемометрии (PIV) получены осредненные по турбулентным пульсациям поля скорости воздушного потока над поверхностью воды, искривленной волной, и средние профили скорости ветра. Измерения показали, что логарифмический участок профиля скорости воздушного потока в канале наблюдался в непосредственной близости от водной поверхности (на расстоянии менее 30 мм) и мог быть обнаружен только с помощью дистанционных методов (PIV). По измеренным профилям скорости восстановлены зависимости коэффициентов аэродинамического сопротивления поверхности воды от скорости ветра на высоте 10 м, проведено их сравнение с результатами контактных измерений, выполненных ранее на той же установке. Показано их согласие с точностью до 20%, причем при умеренных и сильных скоростях ветра наблюдается совпадение в пределах экспериментальной точности.

Проведено экспериментальное исследование перемешивания, вызванного стоячими поверхностными волнами в жидкости. Показано, что основным механизмом, приводящим к возникновению перемешивания, являются средние течения, генерируемые стоячими волнами. Режим таких течений сильно зависит от амплитуды поверхностных волн. Для волн с амплитудами, близкими к критическим, наблюдается интенсивная турбулизация средних течений. Получены картины среднего поля скорости с помощью использования техники Particle Imaging Velocimetry для различных амплитуд поверхностных волн. Полученные результаты могут быть использованы для оценки перемешивания в приповерхностном слое океана.