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波能在空间变异且非均匀运动介质中的守恒

流体动力学 2025-04-29 v1 大气与海洋物理

摘要

波是一种在空间中重新分配能量的传播扰动。先前的研究表明,对于在非均匀运动基流中传播的波,守恒量是波动作而非波能,这引发了对能量守恒有效性的质疑,而能量守恒是物理学的基本原则之一。本研究证明了波动作守恒实际上是空间变异且非均匀运动介质中波能守恒的一种显现形式,此时波在传播过程中会发生形变。我们进一步展示,波动作守恒可直接从能量守恒定律中推导得出。这一结果适用于所有变异介质中的孤立波系统,包括水动力波和非水动力波。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.19302,
  title  = {Wave Energy Is Conserved in a Spatially Varying and Inhomogeneously Moving Medium},
  author = {Zhaohua Wu and Jie Sun and Zhe-Min Tan and Ming Cai and Yongyun Hu and Norden E. Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19302},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 5 figures