非线性波的时间反演——适用性与局限

波的时间反演（TR）再聚焦是波动物理学的基本原理之一。利用 TR 方法，“时间反演镜”能够在物理上产生时间反演波，该波在时空上精确重新聚焦回其原始源，无论介质多么复杂，仿佛时间倒流。近来，实验室实验证明该方法不仅可应用于声学和电磁学，还可应用于线性和非线性水波领域。研究 TR 方法的适用范围和局限性可确定并量化其在流体动力学中的适用区间。在此背景下，我们报告了一项利用单向数值波浪水槽的流体动力学 TR 数值研究，该水槽通过非线性高阶谱方法实现，已知能准确模拟相关的物理过程，超越物理实验室限制。TR 方法的适用性在多种流体动力学局域化和脉动结构配置下得到评估，指出了高阶色散尤其是非线性效应在水动力稳态包络孤子和呼吸子再聚焦中的重要性。我们期望该结果能激发其他非线性色散介质中的类似实验，并推动若干应用，特别关注海洋工程领域。