有限深度驻波的半解析理论与计算
流体动力学
2025-07-11 v3 数值分析
数值分析
摘要
我们提出有限深度二维驻波的Stokes展开假设,并设计递归算法计算展开系数。我们在超级计算机上使用任意精度算术实现该算法。Stokes展开引入了双曲项,这些项需要对幂级数进行指数运算,我们使用Bell多项式高效处理。尽管在可数稠密的流体深度集合上存在精确共振,但我们证明对于几乎每个深度,递归中出现的除数被波数的慢衰减函数远离零。观察到小除数与不完全分岔的直接联系。发现它们激活次级驻波,在主波之上空间和时间非均匀振荡,每个分岔分支上具有不同的振幅和相位。我们使用打靶法计算新的驻波族,并发现当新小除数进入递归时,Stokes展开的Padé逼近在大振幅下继续收敛到打靶法解。观察到Padé逼近的紧密间隔极点和零点,这表明分岔分支被分支切割分开。
引用
@article{arxiv.2401.00844,
title = {The semi-analytic theory and computation of finite-depth standing water waves},
author = {Ahmad Abassi and Jon Wilkening},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00844},
year = {2025}
}
备注
51 pages, 19 figures