船尾流谱图：识别线性与非线性波信号

谱图是一种利用短时离散傅里叶变换可视化真实条件下船尾流表面高度测量的有用方法。对于匀速移动且留下小振幅波的船舶，已知谱图具有两个清晰的线性分量：由发散波引起的滑动频率模式和横波的恒定频率模式。然而，最近对高速渡轮数据的观测发现了尚未解释的谱图额外分量。我们利用线性和非线性船舶波模式的计算机模拟，并应用时频分析为理想船舶生成谱图。我们阐明了线性频散关系和船速对两个线性分量的作用。我们使用简单的弱非线性理论来识别谱图中的高阶效应，并且尽管高速渡轮数据非常嘈杂，我们提出实验数据中的某些额外特征是由非线性引起的。最后，我们通过考虑船舶加速，为高速渡轮谱图与线性理论之间的进一步偏差提供了可能的解释。