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流体界面中波动的正常形式。 (英语) 兹比尔1074.76553

摘要:本文的主题是两种不同密度的不混溶流体之间的界面的二维Kelvin-Helmholtz问题中的波动动力学。两个流体之间的平均流量差取零,忽略表面张力的影响。我们将问题转化为Birkhoff范式,在该范式中可以对各类共振解进行精确分析。本文详细研究了四阶规范形的驻波解。我们发现有一些不变的共振子系统族,它们仍然是可积的。在这些族中,我们描述了周期驻波和时间准周期驻波,并确定了它们的稳定性或不稳定性。特别地,我们证明了在一定密度范围内,主波数为(k)的基本时间周期驻波对主波数分别为(k/4)和(9k/4。我们进一步证明了Birkhoff正规型周期解的稳定流形和不稳定流形是通过同宿轨道连接的。这种不稳定机制以及我们描述的其他机制似乎是新的,并且由于正规型所提供的精度,它的描述是可能的。这些结果与D'yachenko和Zakharov描述的水波问题的情况形成了对比[A.I.D'yachenko、V.E.Zakharov,物理。莱特。A 190,第2期,144-148(1994年;Zbl 0961.76511号)]{}、克雷格和沃福克[W.Craig,P.A.Worfolk《物理学D》84,3-4,513-531(1995;Zbl 0883.35092号)]{}其中四阶Birkhoff正规形是一个可积系统,所有轨道都经历稳定的近周期运动,不稳定性只在正规形到更高阶中出现。

MSC公司:

76E17型 流体动力学稳定性中的界面稳定性和不稳定性
76B55型 不可压缩无粘性流体的内波
76B70型 无粘流体中的分层效应
37N10号 流体力学、海洋学和气象学中的动力系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Benjamin,T.B。;Bridges,T.J.,重新评估Kelvin-Helmholtz问题。第1部分:哈密顿结构,《流体力学杂志》。,333, 301-325 (1997) ·兹伯利0892.76027
[2] Craig,W.,水波的Birkhoff范式,康特姆。数学。,200, 57-73 (1996) ·Zbl 0953.76009号
[3] 克雷格,W。;Groves,M.D.,《水波问题的哈密顿长波近似》,《波动》,19367-389(1994)·兹比尔0929.76015
[4] 克雷格,W。;Sulem,C.,《重力波的数值模拟》,J.Comp。物理。,108, 73-83 (1993) ·Zbl 0778.76072号
[5] 克雷格,W。;Worfolk,P.,无限深水波的可积正规形,《物理学D》,84,513-531(1995)·Zbl 0883.35092号
[6] 直径,F。;Bridges,T.J.,空间周期界面波的几何方面,应用研究。数学。,93,93-132(1994)·Zbl 0814.76025号
[7] Drazin,P.G.,Kelvin Helmholtz有限振幅不稳定性,J.流体力学。,42, 321-335 (1970) ·Zbl 0213.54403号
[8] 迪亚琴科,A.I。;Zakharov,V.E.,自由表面流体动力学是一个可积系统吗?,物理。莱特。A、 190、144-148(1994)·Zbl 0961.76511号
[9] Miles,J.W.,分层流体中的弱非线性波:变分方法,J.流体力学。,172, 499-512 (1986) ·Zbl 0626.76113号
[10] 塔德巴赫什,I。;Keller,J.B.,有限振幅驻波,J.流体力学。,8, 442-451 (1960) ·Zbl 0173.29402号
[11] Thorpe,S.A.,《关于有限振幅的静止重力内波》,《流体力学杂志》。,32, 489-528 (1968) ·Zbl 0155.56402号
[12] V.E.Zakharov,深层流体表面有限振幅周期波的稳定性,Zh。普里克尔。墨西哥。泰克。菲兹。9(1968)86-94(英文翻译:J.Appl.Mech.Tech.Phys.2,190-194)。;V.E.Zakharov,深层流体表面有限振幅周期波的稳定性,Zh。普里克尔。墨西哥。泰克。菲兹。9(1968)86-94(英文翻译:J.Appl.Mech.Tech.Phys.2,190-194)。
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