两层流体中界面引力-表面张力波的本杰明-费尔不稳定性. 第二部分. 表面张力效应
流体动力学
2025-11-18 v1
摘要
本第二部分研究在两层流体中，界面波的调制稳定性如何受表面张力影响。扩展第 I 部分的分析框架，将表面张力视为可自由调整的参数，以便横跨广泛的深度比和密度对比，追踪非线性和色散特性的演化。利用非线性薛德谢尔基化简方法结合长波渐近学，识别塑造稳定性图中稳定与不稳定区域边界的机制，并量化其对表面张力的依赖性。长波结构由决定环和走廊基座的两个密度值控制。当下层更深时，这些值的排序才会切换，且仅在此情形下才会出现环形结构。第二个组织参数是经典的 Bond 阈值，在此阈值处，色散奇点与非线性奇点相遇。当表面张力超过此值且上层 sufficiently 深时，共振效应和色散效应会产生一种毛管切割，取代走廊，特征为强毛管、上层主导的配置。为统一这些观察，计算了完整的三维临界曲面，用于分隔不同类型的非线性和色散行为。环、走廊和切割分别作为这些曲面的平面截面出现，其转变源于共振薄片与色散薄片相交的变形。存在两个深度比对应的几何退化：相等层深度（其中交叉线化简为直线）和黄金比例配置（其中在 Bond 阈值处临界曲面水平切触）。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.12541,
title = {Benjamin-Feir Instability of Interfacial Gravity-Capillary Waves in a Two-Layer Fluid. Part II. Surface-Tension Effects},
author = {Olga Avramenko and Volodymyr Naradovyi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.12541},
year = {2025}
}