弱分层任意马赫数大气中声波传播的 Westervelt 方程
流体动力学
2024-01-29 v1 大气与海洋物理
摘要
次声波通过大气层直至热层高度的非线性畸变，控制着爆炸性噪声源的大范围地面观测，导致近场和远场之间存在巨大差异。迄今为止，在此场景下包含真实非线性效应的传播建模仅限于高保真度、计算密集型的 Navier-Stokes 方程直接数值模拟，或对平均流马赫数有限制的非线性抛物方程。为了精确模拟通过真实大气风直至热层高度的非线性波形合成，本文提出了非线性波动方程分析，推导出一个适用于弱分层、任意马赫数大气的 Westervelt 方程。这旨在用作模型开发和数值分析的基准，以便寻求替代直接数值模拟的低保真度数值计算方法。
引用
@article{arxiv.2401.14430,
title = {A Westervelt equation for acoustic wave propagation through weakly stratified, arbitrary Mach number atmospheres},
author = {Liam J. Tope and Jae Wook Kim and Peter Spence},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14430},
year = {2024}
}