hiussuoniaaltojen dynaaminen sukupolvi

tutkimme hiussuoniaaltojen dynaamista sukupolvea kaksiulotteisissa, inviscid-ja irrotationaalisissa vesiaalloissa, joissa on pintajännitys. On tunnettua, että jyrkkien vesiaaltojen eturintamassa esiintyy lyhyitä kapillaariaaltoja. Vaikka erilaiset kokeelliset ja analyyttiset tutkimukset ovat edistäneet tämän fysikaalisen ilmiön ymmärtämistä, tarkkaa mekanismia, joka synnyttää hiussuoniaaltojen dynaamisen muodostumisen, ei vieläkään tunneta hyvin. Käyttämällä numeerisesti vakaa ja spektrisesti tarkka raja integraali menetelmä, suoritamme systemaattisen tutkimuksen ajan kehitystä breaking aallot läsnä pintajännityksen. Havaitsemme, että kapillaariaallot ovat peräisin läheltä harjannetta alueelta, jossa sekä kaarevuus että sen derivaatta ovat maksimaaliset. Kiinteässä mutta pienessä pintajännityksessä kaarevuuden maksimi kasvaa ajan myötä ja rajapinta kehittää hiussuoniaaltojen värähtelevän junan harjanteen etupuolelle. Numeeriset kokeemme osoittavat myös, että ajan kasvaessa rajapinnalla on taipumus muodostaa loukkuun jääneitä kuplia itse-leikkauspisteen kautta. Toisaalta pintajännityskertoimen τ pienentyessä sekä kapillaarin aallonpituus että sen amplitudi pienenevät epälineaarisesti jonkin aikaa. Rajapintaratkaisut lähestyvät τ=0-profiilia. Kapillaarien alkaessa konvektion derivaatta on verrattavissa gravitaatiotermiin dynaamisessa reunatilassa ja pintajännitys muuttuu tuntuvaksi näiden kahden termin suhteen. Havaitsemme, että sen perusteella, että τ=0 aalto, on mahdollista arvioida kynnysarvo τ0 siten, että jos τ⩽τ0 niin ei kapillaariaaltoja synny. Toisaalta riittävän suuressa τ: ssä katkeaminen estyy ja havaitaan puhdasta kapillaariliikettä. Rajoittava käyttäytyminen on hyvin samankaltainen kuin klassisessa KDV-yhtälössä. Tutkimme myös viskositeetin vaikutusta kapillaariaaltojen syntyyn. Havaitsemme, että kapillaariaallot jatkuvat edelleen niin kauan kuin viskositeetti ei ole merkittävästi suurempi kuin pintajännitys.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.