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二维Holmboe不稳定性的最优激发

流体动力学 2017-08-29 v3 地球与行星天体物理 大气与海洋物理

摘要

当密度层结集中在剪切层的一个小区域时,高度分层剪切层即使在高层结度下也会因Holmboe不稳定性而变得不稳定。这些不稳定性可能导致高度分层环境中的混合。然而,这些不稳定性在参数空间中仅出现在有限的频带内。我们对无粘Boussinesq分层剪切层的二维扰动动力学进行了广义稳定性分析,并表明高Richardson数下的Holmboe不稳定性可以通过其伴随算子激发,其振幅比直接引入不稳定模态本身大数个数量级。我们还确定了在不存在不稳定性的参数下获得的最优增长。我们发现,无论背景流是否指数稳定,都存在大瞬态增长的潜力,并且对于流动稳定的参数值,Holmboe不稳定性的特征结构作为持续的准模态渐近出现。

关键词

引用

@article{arxiv.1011.0409,
  title  = {Optimal excitation of two dimensional Holmboe instabilities},
  author = {Navid C. Constantinou and Petros J. Ioannou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1011.0409},
  year   = {2017}
}

备注

21 pages, 22 figures corrected typos, added references, added Appendix A, added discussion for numerical calculations, added discussion for quasi-mode