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一种适用于大深度比范围的本杰明型重力流的非耗散解。 (英语) Zbl 1241.76078号

摘要:我们考虑高度为h、密度为(rho{c})的高雷诺数重力流在充满密度为(ρo{a}(<rho{c}))的环境流体的高度为h的水平通道底部的稳态传播,通常称为本杰明流问题。目的是导出传播速度U的无量纲弗劳德数(Fr(a)=)U/(g(^{prime})h)(^{1/2})形式的分析结果。这里,g是减少的重力驱动效应(g是重力加速度),a=h/h是电流层与电流传播到的环境流体层的深度(厚度)比。分析是在附加到电流的参考系中进行的;在这一帧中,电流是一个静止的弹头。本杰明的原始分析假设,电流平行水平主要部分(头部后面)上方区域的环境速度与垂直坐标z无关,但这里我们假设存在关于深度平均速度u的小u(^{prime})(z)波动。然后,对于附在电流上的控制体积,我们实现了体积通量、流动力(动量通量)和全局能量守恒的平衡。我们表明,这对Fr作为a=h/h的函数给出了一个独特的分析结果。我们记得,Benjamin的原始对应解(Fr_{B}(a))不满足上述能量守恒条件,即系统显示出能量耗散(除了半深流情况a=1/2)。目前的无耗散流(Fr(a))结果适用于任何a\(leq 1)/2,即最多为河道高度一半深度的水流。另一方面,根据本杰明的解决方案,超过航道高度一半深度的重力流需要能源,在正常情况下是不可能的。对于0<a<1/2,新的(Fr(a))结果略小于本杰明的(Fr{B}(a)结果,并且差异在a=1/2和a(右箭头0)(在非常深的环境中有限高度的电流)时消失。

理学硕士:

76B10型 射流和空腔、空化、自由流线理论、进水问题、翼型和水翼理论、晃动
86A05型 水文学、水文学、海洋学

关键词:

重力流
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全文: 内政部

参考文献:

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[3] 内政部:10.1017/S0022112080000894·doi:10.1017/S0022112080000894
[4] 数字对象标识码:10.1007/s00707-008-0073-z·Zbl 1155.76314号 ·doi:10.1007/s00707-008-0073-z
[5] 数字对象标识码:10.1007/s00707-009-0206-z·Zbl 1397.76025号 ·doi:10.1007/s00707-009-0206-z
[6] 内政部:10.1201/9781584889045·Zbl 1182.76001号 ·doi:10.1201/9781584889045
[7] 内政部:10.1017/S0022112010006397·Zbl 1241.76077号 ·doi:10.1017/S0022112010006397
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