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本杰明·斯梅尔泽。；埃里克·瑟伊；西蒙·埃林森。

观测由亚表层剪切流修改的表面波模式。 （英语） Zbl 1421.76041号

J.流体力学。 873, 508-530 (2019).
小结：我们报告了两种典型表面波模式的实验观测结果，即船波和环形波，这两种模式被亚表面剪切力所扭曲，从而证实了最近理论预测的影响。在具有亚表面剪切流的静止表面上观察到的环形波是显著不对称的，这是强各向异性波色散的影响。在静止表面上，横穿亚表层流的船行波在船舶运动线方面表现出明显的不对称性，并且证明了上游运动与下游运动的横向波长存在很大差异，所有这些都与理论预测相符。这两种现象都不可能发生在深度均匀的电流上。无剪切理论严重错误地预测了环形波的实测与预测平均相移的定量比较，但与实测剪切电流的预测一致。对于所有剪切流，在上游方向与下游方向观察到环形波包内的波频率存在明显差异，而波的色散行为与垂直于剪切流传播的静水的色散行为相同，正如预期的那样。实测船行波二维傅里叶谱的峰值表明，与平稳船行波的预测准则吻合良好，但由于波数分辨率有限、瞬态效应和/或实验噪声，某些情况下的结果不理想。对两种不同方式产生的受控剪切流进行了实验，一种是曲面网格，另一种是阻塞的静止表面流。速度剖面用粒子图像测速仪测量，表面波用合成纹影法测量。我们的观察结果为最近的预测提供了有力的经验支持，即船只和结构物上的波浪力可能会受到河口和潮汐水域中剪切力的极大影响。

引用于4文件

MSC公司：

76B15号机组 水波、重力波；色散和散射，非线性相互作用
76B20型 船舶波浪
86A05型 水文学、水文学、海洋学

关键词：

海岸工程；剪切波；表面重力波

软件：

CFDShip-Iowa公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{B.K.Smeltzer}等人，《流体力学杂志》。873508-530（2019年；Zbl 1421.76041）
全文： DOI程序 arXiv公司

参考文献：

[1] Akselsen，A.H.&Ellingsen，S.á.2018剪切流上的弱非线性瞬态波：环形波和倾斜Langmuir滚转。《流体力学杂志》863114-149·兹比尔1415.76058
[2] Alpers，W.&Hühnerfuss，H.1989表面薄膜对海浪的阻尼：旧问题的新视角。《地球物理学杂志》。第94、6251-6265号决议。
[3] Belcher，S.E.，Grant，A.L.M.，Hanley，K.E.，Fox-Kemper，B.，Van Roekel，L.，Sullivan，P.P.，Large，W.G.，Brown，A.，Hines，A.，Calvert，D.2012A海洋表面边界层Langmuir湍流的全球视角。地球物理学。研究稿39，L18605。
[4] Campana，J.、Terrill，E.J.和de Paolo，T.2016从x波段雷达观测中提取垂直电流剖面的反演技术的发展。J.大气。海洋。技术332015-2028。
[5] Cauchy，A.-L.1827《在地表上进行传播的方法》（Théorie de la propagation des ondes A surface d'un fluide pesant d'une profondur indéfinie）。梅姆。Présentés par Divers Savants学院。科学。仪器Fr.1，3-123。
[6] Caplier，C.，Rousseaux，G.，Calluaud，D.&Laurent，D.2015河流逆流对船舶尾迹的影响：实验方法。SHF和AICPN国际会议论文集：内河航道和港口引道的流体动力学和模拟。SHF（法国水力技术协会）。
[7] Dalrymple，R.A.1973水波模型和剪切流波浪力。技术代表20。美国大学海岸与海洋工程实验室。佛罗里达州。
[8] Darmon，A.、Benzaquen，M.和Raphaöl，E.2014-大弗劳德数下的开尔文尾流模式。《流体力学杂志》738，R3。
[9] Dunn，W.&Tavoularis，S.2007使用曲面筛在低雷诺数下产生均匀剪切。实验流体42，281-290。
[10] Elias，E.P.L.，Gelfenbaum，G.&van der Westhuysen，A.J.2012高能环境下耦合波流模型的验证：哥伦比亚河口。《地球物理学杂志》。第117号决议，C09011。
[11] Ellingsen，S.Au.2014a均匀涡度存在下的船波。《流体力学杂志》742，R2。
[12] Ellingsen，S.Å.2014b剪切流上的初始表面扰动：具有扭曲的Cauchy-Poisson问题。物理学。液体26082104。
[13] Ellingsen，S.Au.2016垂直剪切流上的斜波是旋转的。Eur.J.Mech（B/流体）56、156-160·Zbl 1408.76065号
[14] Ellingsen，S.奥兰多Li，Y.2017任意剪切流上波浪的近似色散关系。《地球物理学杂志》。研究：Oceans122，9889-9905。
[15] Faltinsen，O.M.2005《高速船用车辆的流体动力学》。剑桥大学出版社。
[16] Fienup，J.R.1982相位恢复算法：比较。申请。选择21，2758-2769。
[17] Harper，J.F.和Dixon，J.N.1974受污染流水表面膜的前缘。《第五届澳大利亚水力学和流体力学会议记录》，第499-505页。坎特伯雷大学。
[18] Johnson，R.S.1990剪切流表面上的环形波：线性和非线性理论。《流体力学杂志》215145-160·Zbl 0698.76016号
[19] Khusnutdinova，K.R.&Zhang，X.2016剪切流上分层流体中的长环波。《流体力学杂志》794，14-44·Zbl 1445.86003号
[20] Kumar，N.、Voulgaris，G.和Warner，J.C.2011冲浪区和河岸应用三维辐射应力公式的实施和修改。海洋模式471097-1117。
[21] Lee，C.H.1995《WAMIT理论手册》。麻省理工学院海洋工程系。
[22] Li，Y.&Ellingsen，S.ó.2016有限深度均匀剪切流上的船舶波浪：波阻力和临界速度。《流体力学杂志》791、539-567·兹比尔1382.76038
[23] Li，Y.&Ellingsen，S.O.2019A慢变化水域剪切流上线性表面波建模框架。《地球物理学杂志》。研究：Oceans1242527-2545。
[24] Li，Y.，Smeltzer，B.K.&Ellingsen，S.á.2018实际剪切流的瞬态波电阻。欧洲力学杂志。（B/液体）73、180-192·Zbl 1408.76078号
[25] Lund，B.，Graber，H.C.，Tamura，H.，Collins，C.O.&Varlamov，S.M.2015从海洋X波段雷达图像中检索近地表垂直海流切变的新技术。《地球物理学杂志》。研究：Oceans120，8466-8496。
[26] Moisy，F.、Rabaud，M.和Salsac，K.2009A测量液体界面形貌的合成纹影法。实验性流感361021-1036。
[27] Noblesse，F.，He，J.，朱，Y.，Hong，L.，Zhang，C.，Zhu，R.&Yang，C.2014为什么船舶尾迹比开尔文角窄？欧洲力学杂志。（B/液体）46、164-171·Zbl 1297.76037号
[28] Paterson，E.G.、Wilson，R.V.和Stern，F.2003通用并行非定常RANS船舶流体力学规范：CFDSHIP-IOWA。爱荷华州水利研究所。
[29] Peregrine，D.H.1976水波和水流的相互作用。高级申请。机械16，9-117·Zbl 0471.76018号
[30] Pethiagoda，R.，McCue，S.W.&Moroney，T.J.2014开尔文船型的视角是多少？《流体力学杂志》758、468-485。
[31] Poisson，S.-D.1818Mémoire sur la théorie des ondes。内存。普雷斯。潜水员Savants学院。罗伊。科学。仪器1，70-186。
[32] Rabaud，M.&Moisy，F.2013船舶尾迹：开尔文角还是马赫角？物理学。修订稿110，214503。
[33] Scott，J.C.1982水上静止薄膜下的水流：雷诺兹山脊。《流体力学杂志》116，283-296。
[34] Shrra，V.I.1993剪切流上的面波：边值问题的解决方案。《流体力学杂志》252、565-584·Zbl 0786.76012号
[35] Smeltzer，B.K.&Ellingsen，S.Au.2017任意垂直剪切流上的表面波。物理学。流体29047102。
[36] Stewart，R.J.和Joy，J.W.1974表面电流的高频无线电测量。深海资源海洋。摘要211039-1049。
[37] 汤姆森，S.W.1887关于船舶波浪。程序。仪器机械。工程师38，409-434。
[38] Wehausen，J.W.和Laitone，E.V.1960面波。《流体动力学III》（S.Flügge编），《物理百科全书》，第九卷，第446-778页。斯普林格·Zbl 1339.76009号
[39] Willert，C.，Stasiki，B.，Klinner，J.&Moessner，S.2010高功率发光二极管的脉冲操作，用于成像流速测量。测量。科学。Technol.21，075402。
[40] Zippel，S.&Thomson，J.2017面波在剪切流上的破碎：哥伦比亚河口的观测。《地球物理学杂志》。研究：Oceans122，3311-3328。
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