剪切流存在下由一般时变表面压力分布产生的水波

我们得到了在表面下方具有均匀涡量的剪切流存在下，由一般时变表面压力分布产生的三维水波的一般解。解析求解了包含重力、分布式外压扰动和恒定有限深度效应的线性化控制方程与边界条件，并特别关注经典的初值问题：初始压力脉冲与突然出现的稳态压力分布。本文证明了与先前结果良好吻合。随后，我们从解析和数值两方面展示了突然出现的稳态压力分布所产生的瞬态波如何在大时间下消失，而稳态船波保留下来。推导了波阻的瞬态贡献。结果表明，剪切流对瞬态波运动有显著影响，导致上游与下游波之间的不对称性。突然出现的稳态压力情况是环形波与船波之间的中间情形，起初为前者并逐渐演化为后者。发现船相对于流的运动方向对于决定瞬态波效应衰减的快慢至关重要。在两船相对于水面速度相同的情况下，逆剪切流行驶的船比顺流而下的船需要更长时间才能使瞬态效应消亡。因此，对于逆剪切流行驶的船，瞬态的波效应（例如由于机动操纵引起的）可能累积，并且远比均匀流情况显著。