两层流体系统中表面波的调制-共振机制
流体动力学
2019-09-04 v1 斑图形成与孤子
摘要
我们提出一个Boussinesq型模型，以研究两层密度分层系统中底层缓慢变化长波长斜压流的表面/界面波表现。我们的模型数值结果显示，在强非线性下，典型波数为共振k_res的表面波可在底层缓慢变化长波长斜压流的前缘局部生成。此处，共振k_res满足三类短波与一长波之间同向传播的三波共振条件。此外，当斜压流斜率足够小时，仅能在其前缘生成一个空间局域的大振幅表面波包。该局域表面波包在与周围波相互作用后振幅变高、群速度变大。这些结果在定性上与包括内波前缘共振表面波在内的各种实验观测一致。随后，基于我们的数值模拟，我们提出了称为调制-共振机制的、这些表面现象背后的机理。所提出的调制-共振机制结合了用于表面波时空不对称行为的线性调制（基于射线）理论，以及用于在傅里叶空间中围绕共振波数k_res的表面波能量聚焦的非线性三类三波共振理论。
引用
@article{arxiv.1905.11344,
title = {Modulation-resonance mechanism for surface waves in a two-layer fluid system},
author = {Shixiao W. Jiang and Gregor Kovačič and Douglas Zhou and David Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11344},
year = {2019}
}