作为临界现象表现的船舶诱导孤子

在均匀深度的水库中以微小加速度移动的船舶，可能会遭受类似于撞击水下岩石的突发流体动力学冲击，随后水面上将开始出现不寻常的孤立波。我们分析了由移动船舶引起孤子形成的因素。重点放在了 John Scott Russell 在 170 多年前观察到的现象，当时一艘小船的突然停止先于奇特水穹顶的出现。在关于孤立波稳定性和数学描述的激烈论战中，尽管重建“Russell 波”的尝试屡遭失败，但为何会产生“Russell 波”的问题从未被提出过。在我们的报告中，描述了揭示这一著名事件作为临界现象原理的条件。在均匀深度的水库中，仅在船舶速度和加速度的狭窄范围内，船舶才会遭遇动态势垒。在更宽的参数区间内，船舶会产生卫星波，该波可以转化为不同锁定机制的孤子。这些现象可归入包括飞机突破声障在内的动态势垒效应的广泛范畴。