内波吸引子实验中的能量收支
流体动力学
2021-02-10 v1
摘要
本文展示了一项关于充满均匀分层流体的梯形域中二维内波吸引子能量收支的实验研究。注入的能量通量与耗散率由二维、双分量实验速度场同时测得。量化注入能量所需的压力扰动场由线性无粘理论确定。域主体的耗散率直接由测量值计算，而边界层中的能量汇则利用 Beckebanze 等人 (J. Fluid Mech. 841, 614 (2018)) 近期导出的边界层速度场理论表达式进行估算。在线性 regime 下，我们通过考虑主体耗散以及——更为重要的——边界层中的耗散（无任何可调参数），证明能量收支在稳态及瞬态 regime 下均是闭合的。还讨论了不同源对实验装置厚度的依赖关系。在非线性 regime 下，通过估算由三共振不稳定性产生的次级波所引起的耗散，将分析拓展，揭示了能量从大尺度向小尺度传递的重要性。本文在内波吸引子上验证的方法可直接推广至任意准二维分层流。
引用
@article{arxiv.1911.00963,
title = {Energy budget in internal wave attractors experiment},
author = {Géraldine Davis and Thierry Dauxois and Timothée Jamin and Sylvain Joubaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.00963},
year = {2021}
}