Vortex convective flows formed during the melting of ice in single-component media

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of theoretical and experimental studies of convective vortex currents formed during ice melting, as well as physical modeling of the phenomenon of spontaneous rotation of an ice disk on the water surface, are presented. It is shown that the cause of the observed movements on the surface of initially quiescent water is a cellular convective flow generated by the process of ice melting at the lower boundary of the disk, and a new physical model of such rotation is constructed.

About the authors

T. O. Chaplina

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: tanya75.06@mail.ru
Russian Federation, Moscow

V. P. Pakhnenko

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

Email: tanya75.06@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Granin N. G. The ringed Baikal // Science from First Hands. 2009. V. 3. P. 22–23 (In Russian).
  2. Kouraev A. V., Zakharova E. A., Rémy F., Kostia noy A. G., Shimaraev M. N., Hall N. M. J., Suk nev A. Ya. Giant ice rings on Lakes Baikal and Hovs gol:inventory, associated water structure and potential formation mechanism // Limnology and Oceanography. 2016. V. 61. P. 1001–1014. doi: 10.1002/lno.10268.
  3. Nordell B., Westerstrom G. Large rotating ice discs on ice-covered rivers // Weather. 1997. V. 209. Р. 205–209.
  4. Зырянов В. Н., Кураев А. В., Костяной А. Г. Ледовые кольца Байкала: наблюдения, гипотезы, теория / Сборник трудов Международного симпозиума “Мезомасштабные и субмезомасштабные процессы в гидросфере и атмосфере”. Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук, 2018. С. 151–155.
  5. https://offshore-mag.ru
  6. https://earth-chronicles.ru/news/2020-11-26-146205
  7. Heard W. B. Steady-state convection with melting at a boundary // Physics of Fluids. 1977. V. 20. № 12. P. 1993–1999.
  8. Nguyen A. T., Menemenlis D., Kwok R. Improved mo deling of the Arctic halocline with a subgrid-scale brine rejection parameterization // Journal of Geo physical Researches. 2009. 114(C11). C11014. doi: 10.1029/2008JC005121.
  9. Nguyen A. T., Menemenlis D., Kwok R. Arctic ice–ocean simulation with optimized model para me ters: approach and assessment // Journal of Geo phy sical Researches. 2011. 116(C4). C04025. doi: 10.1029/2010JC006573.
  10. Зырянов В. Н. Сейши подо льдом // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 3. С. 259–271.
  11. Kouraev A. V., Zakharova E. A., Rémy F., Kostia noy A. G., Shimaraev M. N., N. M. J. Hall, Zdoroven nov R. E., Suknev A. Y. Giant ice rings on lakes and field ob ser vations of lens-like eddies in the Middle Baikal (2016–2017) // Limnology and Oceanography. 2019. 64(6): 2738–2754. ISSN 19395590. doi: 10.1002/lno.11338.
  12. Dorbolo S., Adami N., Dubois C., Caps H., Vande walle N., Darbois-Texier B. Rotation of melting ice disks due to melt fluid flow // Physical Review E. 2016. 93(3):1–5. ISSN 24700053. doi: 10.1103/PhysRevE.93.033112.
  13. Айзерман М. А. Классическая механика. М.: Наука, 1980. 368 с.
  14. https://i.ytimg.com/vi/RUc-xRyBtSU/maxresdefault.jpg
  15. White D. B. The planforms and onset of convection with temperature dependent viscosity // JFM. 1988. V. 191. P. 247–268.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».