dynamische generatie van capillaire golven

we onderzoeken de dynamische generatie van capillaire golven in tweedimensionale, onzichtbare en irrotationele watergolven met oppervlaktespanning. Het is bekend dat korte capillaire golven verschijnen in de voorste voorkant van steile watergolven. Hoewel verschillende experimentele en analytische studies hebben bijgedragen tot het begrip van dit fysische fenomeen, is het precieze mechanisme dat de dynamische vorming van capillaire golven genereert nog steeds niet goed begrepen. Met behulp van een numeriek stabiele en spectraal nauwkeurige grensintegrale methode, voeren we een systematische studie uit van de tijdsevolutie van brekende golven in aanwezigheid van oppervlaktespanning. We vinden dat de capillaire golven ontstaan in de buurt van de kuif in een buurt, waar zowel de kromming en de afgeleide zijn maximaal. Voor vaste maar kleine oppervlaktespanning neemt de maximale kromming in de tijd toe en ontwikkelt de interface een oscillerende trein van capillaire golven in de voorste voorkant van de kuif. Onze numerieke experimenten tonen ook aan dat, naarmate de tijd toeneemt, de interface neigt naar een mogelijke vorming van gevangen bubbels door zelf-kruising. Daartegenover staat dat, naarmate de oppervlaktespanningscoëfficiënt τ wordt verminderd, zowel de capillaire golflengte als de amplitude ervan gedurende een bepaalde tijd niet-lineair afnemen. De interfaceoplossingen benaderen het τ = 0 profiel. Bij het begin van de haarvaten is de afgeleide van de convectie vergelijkbaar met die van de zwaartekrachtterm in de dynamische grensconditie en de oppervlaktespanning wordt merkbaar met betrekking tot deze twee termen. Op basis van de T=0-Golf is het mogelijk een drempelwaarde τ0 zo te schatten dat er bij t⩽τ0 geen capillaire golven ontstaan. Aan de andere kant wordt bij T een voldoende grote breuk geremd en wordt zuivere capillaire beweging waargenomen. Het beperkende gedrag is zeer vergelijkbaar met dat in de klassieke KDV vergelijking. We onderzoeken ook het effect van viscositeit op het genereren van capillaire golven. We zien dat de capillaire golven nog steeds aanhouden zolang de viscositeit niet significant groter is dan de oppervlaktespanning.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.