论非线性波谱演化的时间尺度
流体动力学
2023-05-24 v1
摘要
如 Annenkov & Shrira（2009）所述，当表面重力波场受到外部强迫的突然扰动时，其谱在 的“快”动态时间尺度上演化，其中 为波陡的度量。这一观测对波湍流理论提出了挑战，后者预测其以 的动理学时间尺度演化。我们通过在一维 Majda-McLaughlin-Tabak（MMT）方程及重力波色散关系背景下研究相同情形，重新审视这一未解决问题。我们的结果表明，动理学与动态时间尺度均可实现，前者与后者分别对应于较弱与较强的强迫扰动。两种机制之间的转变对应于一个临界强迫扰动，此时谱演化时间尺度降至与（某代表性模式的）线性波周期同阶。如此快的谱演化主要由足够强的强迫扰动施加后远离稳态的情形所诱发。我们进一步发展了基于集合的相互作用分析，表明所研究情形中惯性区模态演化由其与强迫扰动诱发的低波数“凝聚态”的（主要非局域）相互作用主导。本工作所得结果应为阐明原始重力波问题提供重要见解。
引用
@article{arxiv.2305.13601,
title = {On the time scales of spectral evolution of nonlinear waves},
author = {Ashleigh Simonis and Alexander Hrabski and Yulin Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13601},
year = {2023}
}