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关于两层流体中点涡地转模式中汤姆逊涡的稳定性。 (英语) Zbl 1423.76076号

小结:考虑了一个两层准地转模式。本文对均匀地位于其中一层半径为R的圆上的N个相同点涡系统的定常旋转进行了稳定性分析。旋涡具有相同的强度,长度标度为(gamma^{-1}>0)。该问题有三个参数:(N,\gamma R\text{和}\beta\text{,其中}\beta)是流体层厚度的比率。静止旋转的稳定性被解释为轨道稳定性。定常旋转的不稳定性是系统约化平衡的不稳定性。研究了哈密顿量的二次部分和线性化矩阵的特征值。参数空间\(N,\gamma R,\beta)\分为三部分:\(\boldsymbol{A}\)是精确非线性设置中的稳定域,\(\boldsymbol{B}\)为线性稳定域,其中稳定性问题需要进行非线性分析,\(\ boldsymbol{C}\)则是不稳定域。对于参数\(\gamma R\)和\(\beta\)的所有可能值,\(N=2,3,4\)都会出现大小写\(\boldsymbol{A}\)。在\(N=5\)的情况下,我们有两个域:\(\boldsymbol{A}\)和\(\boldsymbol{B}\)。在情况\(N=6\)中,部分\(\boldsymbol{B}\)是曲线,它将参数\(\gamma R,\beta)\)的空间划分为域:\(\ boldsympol{A}\)和\(\ boldsymbol{C}\)。在\(N=7\)的情况下,有三个域:\(\boldsymbol{A},\boldsymbol{B}\)和\(\boldsymbol{C}\)。如果(N=2n\geqslide 8),则不稳定域总是发生。在\(N=2\ell+1\geqsland 9\)的情况下,有两个域:\(\boldsymbol{B}\)和\(\boldsymbol{C}\)。研究结果分为两个版本:参数(β)和参数(α),其中α是层厚之间的差异。对于具有一般哈密顿量且仅依赖于粒子之间距离的相互作用粒子系统,获得了关于汤姆逊-贡稳定性的一些表述。涡流轨迹的数值计算证实了理论分析的结果。

MSC公司:

76B47码 不可压缩无粘流体的涡旋流动
76E20型 地球物理和天体物理流的稳定性和不稳定性
34D20型 常微分方程解的稳定性
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全文: 内政部

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