低弗劳德数自由表面流经光滑物体的病理现象
流体动力学
2024-02-07 v1
摘要
在研究势重力驱动流体低速或低弗劳德数流经造波物体时，传统的弗劳德数幂次渐近展开在每一阶都预测无波自由表面。这是因为波浪实际上是指数小的，并且超出了朴素展开的所有阶。指数渐近理论表明，这种指数小的水波在所谓的斯托克斯线上被“开启”——这些曲线将流体域划分为无波区域和有波区域。在先前的研究中，斯托克斯线与流场中的奇点（如驻点、水下物体尖角或粗糙床面）相关联。在这项工作中，我们提出了一种光滑几何形状，该形状最近被Pethiyagoda等人[Int. J. Numer. Meth. Fluids. 2018; 86:607--624]强调为能够产生波浪，但矛盾的是，就传统指数渐近理论而言，没有表现出明显的斯托克斯线。在这项工作中，我们证明了这种光滑几何形状的斯托克斯线起源于自由表面量解析延拓中无穷远处的本性奇点。我们讨论了将指数渐近的典型方法推广到具有光滑几何形状的一般波-结构相互作用问题时的一些困难。
引用
@article{arxiv.2402.03764,
title = {Pathologies of low-Froude free-surface flows over smoothed bodies},
author = {Yyanis Johnson-Llambias and Philippe H. Trinh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.03764},
year = {2024}
}