dynamisk generation af kapillærbølger

Vi undersøger den dynamiske generation af kapillærbølger i todimensionale, usynlige og irrotationsvandbølger med overfladespænding. Det er velkendt,at korte kapillærbølger vises foran stejle vandbølger. Selvom forskellige eksperimentelle og analytiske undersøgelser har bidraget til forståelsen af dette fysiske fænomen, er den præcise mekanisme, der genererer den dynamiske dannelse af kapillærbølger, stadig ikke godt forstået. Ved hjælp af en numerisk stabil og spektralt nøjagtig grænseintegral metode udfører vi en systematisk undersøgelse af tidsudviklingen af brudbølger i nærvær af overfladespænding. Vi finder ud af, at kapillærbølgerne stammer fra toppen i et kvarter, hvor både krumningen og dens derivat er maksimale. Ved fast, men lille overfladespænding øges den maksimale krumning i tiden, og grænsefladen udvikler et oscillerende tog af kapillærbølger foran på toppen. Vores numeriske eksperimenter viser også, at grænsefladen, når tiden stiger, har tendens til en mulig dannelse af fangede bobler gennem selvkrydsning. På den anden side falder både kapillærbølgelængden og dens amplitude ikke lineært i en fast tid, når overfladespændingskoefficienten er reduceret. Interfaceløsningerne nærmer sig profilenr=0. Ved begyndelsen af kapillærerne er derivatet af konvektionen sammenligneligt med tyngdekraftsudtrykket i den dynamiske grænsetilstand, og overfladespændingen bliver mærkbar med hensyn til disse to udtryk. Vi finder ud af, at det er muligt at estimere en tærskelværdi, der er baseret på KR0=0-bølgen, sådan at hvis KR0 ikke opstår kapillærbølger. På den anden side hæmmes brud for tilstrækkeligt stor, og der observeres ren kapillærbevægelse. Den begrænsende adfærd ligner meget den i den klassiske KDV-ligning. Vi undersøger også effekten af viskositet på dannelsen af kapillærbølger. Vi finder ud af, at kapillærbølgerne stadig vedvarer, så længe viskositeten ikke er signifikant større end overfladespænding.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.