三角相互作用在深水面重力波谱演化中的作用
流体动力学
2025-04-09 v1
摘要
人们普遍认为，深水面重力波谱的演化由四元共振和准共振相互作用所支配。然而，实验和数值研究也报告称，非共振三角相互作用可以发挥作用，例如产生绑定波。在本研究中，我们通过数值跟踪动力学方程中二次项和三次项的贡献，来探讨三角相互作用和四元相互作用对谱演化的影响。在有限的时间间隔内，我们发现三角相互作用的贡献遵循四元共振效应的趋势（具有可比的大小），除非在低波数处且初始能量非常低时，其峰值位置不同。此结果揭示了两种三角相互作用效应：(1) 非共振三角相互作用可以与四元共振相互作用相连，从而表现出可比的趋势，这是对面向深水面重力波波浦 turbulence 理论中正规形变换的体现。(2) 三角相互作用可以在极短时间内将能量输送到谱中低能量部分（本例中的低波数部分），能量同时分布在绑定态和自由态中。我们进一步使用一个包含两个初始激活模式的简单模型来分析后者机制。提供解析公式来描述自由态和绑定态能量分布，并进行数值验证。
引用
@article{arxiv.2410.01237,
title = {Role of triad interactions in spectral evolution of surface gravity waves in deep water},
author = {Zhou Zhang and Yulin Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.01237},
year = {2025}
}