粘性流体导管中大振幅孤立波的相互作用
斑图形成与孤子
2016-07-01 v2 流体动力学
摘要
已知分隔外部粘性流体与浮力驱动、低粘性侵入流体的自由界面，因粘性诱导的色散与浮力诱导的非线性之间的平衡，能够支持强非线性孤立波。弱非线性孤立波的追及 pairwise 相互作用已在 Korteweg-de Vries 方程的理论框架及浅水波实验中得到分类，但强非线性孤立波相互作用的理论与实验分类尚属空白。本文对粘性流体导管中大振幅孤立波的相互作用进行了分类，该导管系统是研究一维、真正无耗散、色散非线性波的模型物理系统。采用数值与实验相结合的方法，识别出三类非线性相互作用行为：纯双模态、纯单模态以及混合类型。数值量化了孤立波相互作用产生的色散辐射幅度，并观察到其超出了实验灵敏度，表明导管孤立波表现为“物理孤子”。实验数据与简化模型的数值模拟结果吻合极佳。实验视频可通过论文的在线版本获取。
引用
@article{arxiv.1312.0647,
title = {Interactions of large amplitude solitary waves in viscous fluid conduits},
author = {Nicholas K. Lowman and Mark A. Hoefer and Gennady A. El},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.0647},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 4 figures