Instability behavior of odd viscosity-induced viscous fluid over a vibrating bed
本文通过理论稳定性分析研究了奇数粘性对振动倾斜床面上粘性流体不稳定性的影响，识别了重力、次谐波、谐波及剪切不稳定性，并揭示了奇数粘性对各类型不稳定性的稳定或抑制作用。
2024-09-30 physics.flu-dyn
Subharmonic instability of large-scale wavy structures in two-dimensional channels
Key Laboratory of Fluid Mechanics of Ministry of Education, Beihang University (Beijing University of Aeronautics and Astronautics)（教育部流体力学重点实验室，北京航空航天大学）
研究二维通道中大尺度波浪结构的亚谐波不稳定性，通过DNS和奇异值分解提取结构，并进行Floquet二次不稳定性分析，发现Re=200000时存在亚谐波扭转模态，导致结构增长。
2026-04-22 physics.flu-dyn
Resonant Triad Instability in Stratified Fluids
内部重力波有助于流体混合和能量传输，不仅在海洋中，而且在大气和天体中。我们在这里提供了第一个实验测量的增长率的共振三重不稳定性（也称为参数次谐波不稳定性）转移能量到较小的尺度，它是耗散。我们在实验室实验中传播的垂直模式与理论预测进行了仔细和定量的比较。
2012-04-27 physics.class-ph physics.flu-dyn
Harmonic and subharmonic waves on the surface of a vibrated liquid drop
液滴和振动在日常生活和技术中无处不在，它们的结合往往会导致迷人的物理现象，为生物学，医学，化学和光子学的实际应用开辟了有趣的机会。在这里，我们研究，理论和实验，支持的固体板，垂直振动在一个单一的，低的声学范围内的频率煎饼形液滴的响应。当振动振幅较小时，液滴的主要响应是振动频率处的谐波。然而，随着振幅的增加，半频次谐波法拉第波被激发参数的下降表面上。我们开发了一个简单的一维液滴的流体动力学模型，以分析确定的谐波和第一超谐波分量的线性响应的下降的振幅。在非线性制度，我们的数值分析揭示了一个有趣的级联的不稳定性，导致发病的次谐波法拉第波，其调制不稳定性和混沌制度与宽带功率谱。我们发现，非线性响应是高度敏感的液滴尺寸和法拉第波长的比率。当液滴高度与粘性边界层的宽度相当时，谐波的主分叉由倍周期分叉主导。使用低粘度乙醇和高粘度芥花油滴在70 Hz下振动进行的实验结果与我们的建模预测定性一致。
2019-09-23 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulation for Parametric Vertical Vibration and Atomization of Sessile Drops
本文通过直接数值模拟研究固着液滴垂直振动与雾化，揭示方位波次谐波响应源于界面波谐波而非法拉第波，并阐明主、次夹断分别受粘性-毛细标度和振动惯性力控制。
2023-07-13 physics.flu-dyn
Droplet-triggered Faraday waves in a vertically forced bath
本研究通过数值模拟揭示液滴反复撞击可在线性稳定浴槽中触发增长的法拉第波，识别出次谐波响应机制，并指出有限振幅扰动可低于线性阈值激发该动力学。
2026-10-06 physics.flu-dyn
Faraday instability on a sphere: numerical simulation
我们考虑法拉第问题的球形变体，其中球形液滴受到时间周期性的体力，以及表面张力。我们使用一个完整的三维并行前端跟踪代码来计算参数强迫振荡粘性液滴的界面运动，以及液滴内部和外部的速度场。选择强制频率，以便激发范围从1到6的球谐波数。我们激发波数为1和2的重力波，分别观察到平移和扁长振荡。对于波数3至6，我们激发毛细波，并观察到类似于柏拉图固体的图案。对于低粘度，分谐波和谐波响应都是可获得的。在每种情况下出现的图案解释的上下文中的斑图形成与球对称的理论。
2019-05-11 nlin.PS physics.flu-dyn
Localized Faraday patterns under heterogeneous parametric excitation
法拉第波是一个经典的例子，在一个系统中，一个扩展的模式出现在空间均匀的迫使。受系统中的均匀激发是不合理的，我们研究了实验和理论上的法拉第波的非均匀强迫的效果。我们的实验表明，限制在有限区域的振动导致形成本地化的次谐波图案和改变的发病不稳定性。用于理论计算的原型模型是参数驱动和阻尼的非线性薛定谔方程，这是已知的描述法拉第不稳定性制度。对于高斯空间分布的能量注入，我们表明，波图案的包络的演变可以减少到一个韦伯方程的本征值问题。我们的理论结果提供了很好的预测，我们的实验观察提供的衰减长度尺度的高斯分布是远远大于图案波长。
2019-03-14 nlin.PS physics.flu-dyn
Instability of a horizontal water half-cylinder under vertical vibration
本文给出了在垂直方向正弦振动的刚性水平板上的半圆柱体中的参数驱动波的实验研究结果。当强迫振幅超过临界值时，在水半圆柱中激发出驻波。参数激励的亚谐波是非轴对称的，与垂直液体圆柱或射流中的轴对称Savart-Plateau-Rayleigh波有本质的不同。根据驱动频率，激发不同方位波数的驻波。一个线性理论也补充，它捕捉所观察到的色散关系定量。
2019-12-27 physics.flu-dyn
Non-linear fate of internal wave attractors
本文对均匀分层流体填充的梯形流体区域内波吸引子的不稳定性进行了实验研究。能量通过竖直壁的驻波型运动注入系统。吸引子被发现被破坏的参数亚谐不稳定性（PSI）通过三元共振，这是示出提供一个非常有效的能量路径从长到短的长度尺度。这项研究提供了一个解释，为什么吸引子可能很难或不可能在自然系统中观察到大振幅强迫。
2013-05-13 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Shortcut to geostrophy in wave-driven rotating turbulence: the quartetic instability
我们报告的实验室实验波驱动旋转湍流。一组造波机产生的惯性波束在安装在旋转平台上的水箱的中心区域非线性地相互作用。因此，强迫只将能量注入惯性波。对于中等的强迫振幅，强迫惯性波的能量的一部分被转移到亚谐波，通过标准的三重共振不稳定性。这第一步大体上符合弱湍流理论。然而，令人惊讶的是，较强的强迫并不导致惯性波湍流制度。相反，大部分的动能凝聚成垂直不变的地转流，即使后者是非强迫的。我们表明，共振四重惯性波可以触发不稳定性-“四重不稳定性”-导致这种自发出现的地转。在本实验中，这种不稳定性作为经典三元不稳定性的次级不稳定性而出现。
2020-03-02 physics.flu-dyn
Shear-driven parametric instability in a precessing sphere
目前的数值研究的目的是揭示机制的岁差不稳定性在一个球。在椭球几何中，由于地形耦合引起的参数共振形式的岁差不稳定性已经被解析和数值地报道。我们发现，这种参数共振也可以在球形几何形状，由于在临界纬度的埃克曼泵激奇点驱动的锥形剪切层。标度考虑导致形式为$|P_o|>O(E^{4/5})$的稳定性判据，其中$P_o$表示庞加莱数，$E$表示埃克曼数。预测的阈值与我们的数值模拟以及以前的实验结果是一致的。当岁差强迫是超临界的，我们的模拟显示了一个反级联的证据，即小规模的流动合并成大规模的气旋与逆行漂移。最后，它表明，这种不稳定性机制可能是相关的岁差天体，如地球和地球的月球。
2017-10-20 physics.flu-dyn
Parametric instability of steady fluid flow in a corrugated pipe
在本文中，我们表明，准一维流动的理想无粘流体在波纹管是参数不稳定的某些频段。一阶摄动理论被用来分析流动的稳定性，并表明，参数不稳定性发生，即使基流的速度为零。采用并行数值计算方法，得到了在不同基流速度下，系统的稳定性图随扰动振幅和周期的变化关系。分析表明，高阶不稳定带强烈依赖于基流速度。
2021-02-08 physics.flu-dyn
Parametric instability of the helical dynamo
我们研究了由平均值（固定）加上波动部分组成的螺旋流的发电机阈值。研究了两种流动几何形状，（i）固体或（ii）光滑。两个著名的共振发电机条件，阐述了固定的螺旋流在大的磁雷诺数的限制，测试对较低的磁雷诺数和波动的流量（零均值）。对于由平均值加上波动部分组成的流，发电机阈值取决于波动的频率和强度。谐振发电机的条件适用于波动（分别）。平均值）部分似乎是一个很好的诊断，以预测存在的发电机阈值时，波动水平是高的（resp.低）。
2007-03-23 physics.flu-dyn
On Kelvin-Helmholtz and parametric instabilities driven by coronal waves
Kelvin-Helmholtz不稳定性被认为是从磁流体动力学（MHD）扭结波中提取能量并通过湍流耗散能量的一种机制。因此，这是一个潜在的重要过程，在加热太阳日冕。然而，目前还不清楚如何不稳定性的影响与MHD波的振荡剪切流。我们研究了在一个笛卡尔框架内的水平磁场的存在下的不连续振荡剪切流的线性稳定性，该框架捕捉了通量管中MHD振荡的基本特征。我们推导出一个Mathieu方程的拉格朗日位移的接口，并分析其属性，确定两种不同的不稳定性：一个开尔文-亥姆霍兹不稳定性和参数不稳定性涉及的振荡剪切流和两个表面Alfvén波之间的共振。后者发生时，系统是开尔文-亥姆霍兹稳定，从而有利于模式，沿通量管变化，并作为一个结果提供了一个重要的和额外的机制，以提取能量。当应用到流的扭结波的特征属性在太阳日冕中，这两个不稳定性可以增长，与参数不稳定性能够产生较小的尺度扰动沿磁场比可能通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性。对于波长为$200$ km的情况，这些不稳定性的特征时标为$\sim 100$ s。参数不稳定性更可能发生在较小的密度对比和较大的速度切变，使其发展更可能在日冕环比日珥线程。
2018-10-05 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Sub-harmonic parametric instability in nearly-brimful circular-cylinders: a weakly nonlinear analysis
在实验室法拉第实验中，弯月形波对小振幅强迫的谐波响应没有阈值，因此可能掩盖了参数波的不稳定性。它们的抑制可以通过借助于以静态接触角$θ_s=90^{\circ}$（满状态）固定在容器边缘处的接触线来实现。然而，在某些应用中，如基于液体的生物传感器的应用中，期望可调谐的弯月面波，其中它们可以通过稍微填充不足/过度填充容器（$θ_s\ne90^{\circ}$）来调节静态弯月面的形状而被控制，同时保持接触线固定在边缘处。在这里，我们将这种润湿条件称为近满。尽管基于Floquet分析的经典无粘性理论已针对钉扎接触线的情况进行了重新表述（Kidambi 2013），但考虑到（i）粘性耗散和（ii）静态接触角效应，包括弯月面波，使得此类分析实际上难以处理，并且仍然缺乏全面的理论框架。为了填补这一空白，在这项工作中，我们正式通过多时间尺度方法的弱非线性分析能够预测的影响（i）和（ii）的粘性亚谐波驻波在满和近满圆柱体的不稳定性开始。尽管所得到的振幅方程的形式实际上类似于通过对称性论证得到的形式（Douady 1990），但这里的规范形系数是从第一性原理数值计算的，从而使我们能够合理化和系统地量化由弯月面和次谐波参数波的相互作用引起的法拉第舌和相关分叉图上的修改。
2022-02-28 physics.flu-dyn
Parametric internal waves in a compressible fluid
我们描述了振动对有限体积流体的影响，由于其可压缩性，流体是密度分层的。我们表明，内部重力声波可以参数不稳定的振动。由此产生的不稳定性类似于经典的法拉第不稳定性的表面波，虽然修改的可压缩性质的流体。在气液临界点附近进行实验观察是可能的。
2009-10-26 physics.flu-dyn physics.gen-ph
Parametric instability and wave turbulence driven by tidal excitation of internal waves
本文研究了均匀周期性潮汐变形作用下分层流体层的稳定性。我们首先介绍了一个本地模型，它允许研究速度和浮力波动的拉格朗日域定期拉伸和剪切的潮基流。在保持关键的物理成分，这样的模式是有效的模拟潮汐振幅和耗散小的行星制度。有了这个模型，我们证明了潮汐流能够驱动参数的内波的亚谐共振，在某种程度上让人想起旋转流体中的椭圆不稳定性。通过直接数值模拟（DNS）计算的增长率与WKB分析和Floquet理论非常吻合。我们还研究了这种不稳定机制驱动的湍流。通过时空分析，我们发现这是一个弱的内波湍流发生在小的弗劳德数和浮力雷诺数。当激发频率和Brunt-Väisälä频率之间的间隔增加时，该波湍流的频谱显示出幂律，这让人想起在海洋中测量的Garett和Munk频谱的高频分支（Garrett & Munk 1979）。此外，我们发现，混合效率相比，在小弗劳德和大浮力雷诺数激发的分层湍流DNS的上下文中计算的是改变的，并且与波的叠加是一致的。
2017-12-23 physics.flu-dyn
