Kelvin 船波图案的视在角是多少？

虽然包围 Kelvin 船波图案的半角通常被接受为 19.47 度，但针对足够快速移动的船只的近期观测和计算表明，视在尾迹角随船速增加而减小。对角度的这种减小的一种解释基于船只无法产生远大于其船体长度的波长的假设。另一种解释是，实践中观察到的波浪图案由最高波峰的位置定义；对于由足够快速移动的物体产生的尾迹，这些最高波峰不再位于最外层的发散波上，从而导致较小的视在角。在本文中，我们专注于单个淹没点源和淹没源偶极子周围的自由表面流问题。在这些问题的线性版本中，我们测量了由最高波峰形成的视在尾迹角，并观察到以下三种机制：小 Froude 数图案，其中发散波不可见；标准波浪图案，其中最大波峰出现在最外层的发散波上；以及第三种机制，其中最高波峰形成一个远小于 Kelvin 角的 V 形。对于非线性流，我们证明了非线性具有增大视在尾迹角的效果，因此一些高度非线性的解具有大于 Kelvin 角的视在尾迹角。对于大 Froude 数，对视在尾迹角的影响可能更为显著，强非线性有可能将波浪图案从第三种机制转移到第二种机制。我们要预期，我们的非线性结果将适用于其他更复杂的流动配置，例如由稳定移动的封闭物体（如潜艇）引起的流动。