盆地边界条件在重力波湍流中的作用

我们在一个大型波浪盆地中实验研究了重力波湍流，其中单向生成不规则波。我们研究了盆地边界条件（吸收或反射）和强迫特性的作用。为此，可以将位于造波器对面的吸收性斜坡海滩替换为反射性垂直壁。我们观察到，波场特性强烈依赖于这些边界条件。准一维非线性波场在传播后被海滩阻尼，而使用壁时则观察到更多方向性的波场。在这两种情况下，波谱均按频率幂律缩放，其指数随强迫振幅连续增加，直至接近 -4 的值，这与弱湍流理论预测的值一致。所涉及的物理机制可能因所使用的边界条件而异，但仅凭时间测量难以区分。我们还研究了封闭盆地中自由衰减的重力波湍流。未观察到谱的自相似衰减，而其傅里叶模首先由于非线性机制按时间幂律衰减，随后由于线性粘性阻尼呈指数衰减。我们估算了线性、非线性和耗散时间尺度，以检验突显大尺度傅里叶模重要作用的时间尺度分离。通过对波能初始衰减的平均能流估算，评估了 Kolmogorov-Zakharov 常数，发现其与最近的理论值相容。