Experimental study of breathers and rogue waves generated by random waves over non-uniform bathymetry
描述随机的，单向的，长峰，水波超过非均匀水深的实验结果证实了稳定的相干波包几乎均匀的群速度旅行的形成。用JONSWAP谱生成了不同陡度、不同高度和恒定周期的波浪。对实验数据进行了一系列统计处理，包括峰度、偏度、BFI、傅立叶谱和移动傅立叶谱的时空变化以及波高的概率分布。稳定的波包形成的随机场和浅滩，山谷和斜坡上的旅行进行了比较，NLS方程的精确解产生良好的匹配，并证明这些软件包是非常相似的深水呼吸器的解决方案，生存在非均匀测深。我们还提出了事件的形成流氓波在这些地区的BFI，峰度和偏度系数具有最大值。
2020-05-28 nlin.PS physics.flu-dyn
Early Detection of Rogue Waves Using Compressive Sensing
我们讨论了压缩采样的早期检测流氓波的可能用途。早期检测海洋异常波的有前途的技术之一是测量在其发展的早期阶段开始出现的三角傅里叶谱。为了早期检测异常波，可以将这种频谱视为稀疏信号，因为我们主要对位于中心波数处的高振幅三角形区域感兴趣。因此，压缩采样可以是一个非常有效的工具，流氓波预警系统。压缩测量值可以通过遥感技术获得，如测量海洋表面包络的相干合成孔径雷达，或通过现场技术获得，如安装在船体上的光谱量具或底部安装的压力计。通过采用数值方法，我们表明，三角形傅立叶谱可以通过压缩测量的早期阶段的流氓波的发展，如那些形式的游隼和Akhmediev游隼孤子。我们的研究结果可能会导致早期预警硬件系统的发展，使用压缩采样，从而这些系统的内存需求可以大大减少。
2017-02-16 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Phase-suppressed hydrodynamics of solitons on constant-background plane wave
非线性薛定谔方程（NLSE）的孤子解和呼吸子解被用来模拟非线性色散介质（如水面）中的局域结构。这种精确解的精确传播的条件之一是在载波中正确生成精确的初始相移分布，如由特定时间或位置处的NLSE包络所定义的。在这里，我们的实验表明，这种初始精确的相位激发的本地化包络孤子和呼吸，调制恒定振幅的平面波（有限的背景）的流体动力学传播过程中的意义。以中等水深的静止黑孤子和深水中的脉动Peregrine呼吸子为例，我们展示了当初始相移为零时，这些局域化包络在长传播距离上演化时是如何分解的。通过设置包络相位为零，暗孤子将分裂为两个灰型孤子和色散元。在双重本地化的游隼呼吸的情况下，最大放大是相当滞后的;然而，局部的最大聚焦波的形状测量连同各自的签名相移几乎相同的精确分析游隼表征在其最大压缩位置。在两个大型浅水和深水波浪设施中进行的实验，在所有情况下都与NLSE模拟非常一致。
2020-10-28 nlin.PS physics.flu-dyn
Transverse Instability of Rogue Waves
流氓波是一种意外出现的异常巨浪，近年来引起了人们的广泛关注。一空间一时间（1+1）非线性薛定谔方程常被用来模拟反常波，它是平面波的包络描述，并允许所谓的Pergerine和Kuznetov-Ma孤子解。然而，在深水波和某些电磁系统中，有两个重要的横向尺寸，2+1双曲非线性薛定谔方程是适当的波包络描述。在这里，我们表明，这些流氓波的解决方案遭受强烈的横向不稳定性在长和短的频率。此外，还发现孤立子的稳定性与背景平面波的稳定性一致。这些结果表明，在适用的情况下，横向尺寸必须考虑调查流氓波现象。
2021-09-12 nlin.PS physics.flu-dyn
Study on the Behavior of Weakly Nonlinear Water Waves in the Presence of Random Wind Forcing
非线性薛定谔方程的特殊解，如游隼呼吸子，被认为是海洋中极端波或反常波的原型。一个重要的问题是，这些解决方案是否也存在于阵风的存在。利用多尺度方法，得到了弱非线性深水波浪在风作用下的非线性薛定谔方程。因此，风强迫被建模为一个随机过程。这导致了一个随机非线性薛定谔方程，这是计算不同的风制度。对于风强迫的情况下，这是随机的时间或随机的空间，它表明，呼吸器类型的解决方案，如游隼呼吸器发生，即使在强阵风条件。
2019-09-23 cs.NA math-ph math.MP
Tracking breather dynamics in irregular sea state conditions
非线性薛定谔方程（NLSE）的呼吸子解被认为是海洋和克尔介质中极端事件的骨干模型。这些精确的determinisitic流氓波（RW）的原型在一个规则的背景下描述了广泛的调制不稳定性配置。或者，海洋或电磁波场可以具有混沌性质，并且已知RW也可以在这样的条件下发展。我们报告了一项实验研究，证实了在一个不规则的海洋JONSWAP波场的极端本地化可以追溯到起源于确切的NLSE呼吸器解决方案，如游隼呼吸器。数值NLSE以及修改后的NLSE模拟都与实验室实验吻合良好，突出了普遍的弱非线性演化方程的出现，以及在非线性色散介质中的极端事件的预测的意义。
2016-04-20 nlin.PS physics.flu-dyn
Time-Reversal Generation of Rogue Waves
非线性色散介质中极端局域化的形成可以在非线性演化方程的框架内解释和描述，例如非线性薛定谔方程（NLS）。在描述单色波列调制不稳定性的有限背景下的精确NLS呼吸子解类中，时间和空间局部化有理解的层次被认为是合适的原型来模拟流氓波动力学。在这里，我们使用的NLS的时间反演不变性，提出并实验证明了一种新的方法来构建强非线性局域波集中在时间和空间。这种时间反演方法的潜在应用领域包括从遥感到其他非线性色散介质中的有动机的类似实验分析，例如光学、玻色-爱因斯坦凝聚体和等离子体，其中波动动力学由NLS控制。
2014-03-30 physics.flu-dyn
Strongly interacting soliton gas and formation of rogue waves
在聚焦一维非线性薛定谔（NLS）方程的框架下，数值研究了（统计上）均匀孤子气体的性质与孤子密度（与单位长度上的孤子数成正比）和孤子速度的关系.为了模拟这种气体，我们使用N-孤子解（N-SS）与$N\sim 100$，我们产生的具体实施的敷料方法结合100位数的算法。我们研究的主要统计特性，特别是动能和势能，峰度，波作用谱和概率密度函数（PDF）的波强度。我们表明，在小孤子密度的情况下的动能和势能，以及峰度，是很好地描述了由解析关系推导而不考虑孤子相互作用。随着孤子密度和速度的增加，孤子相互作用增强，我们观察到这些关系的偏差增加，导致所有这三个特性的绝对值增加。波作用谱是平滑的，在大的波数下接近指数衰减，并随着孤子密度和速度的增加而加宽。对于稀薄孤子气体，波强度的概率密度函数与指数（瑞利）概率密度函数有很大的偏差，在孤子之间的基本相互作用所对应的密度下，波强度的概率密度函数更接近指数（瑞利）概率密度函数。孤立子气体中出现的流氓波是多孤立子碰撞，但其中一些具有与不同阶数的Peregrine解非常相似的空间轮廓。我们提出的三孤子碰撞的例子，即使是最大振幅的时间行为是非常好的近似的二阶游隼解决方案。
2018-05-31 nlin.PS nlin.SI physics.flu-dyn
Amplification of wave groups in the forced nonlinear Schrödinger equation
在许多物理背景下，特别是包括深水波，调制不稳定性在一个空间维经常使用非线性薛定谔方程研究。主要的解是孤立子和呼吸子，它们被用作波包的模型。特别是游隼呼吸器经常被用作流氓波的模型。本文在非线性薛定谔方程中加入一个线性增长项来模拟传播波群的放大。这是由风产生的水波的应用程序的动机，但这种强制非线性薛定谔方程具有潜在的更广泛的适用性。我们描述了一系列的数值模拟，在没有强迫项将产生孤子和/或呼吸子。我们发现，总体上的影响，强制项是有利于产生的孤立子的振幅增长的两倍的线性增长率超过一代的呼吸。
2022-06-10 nlin.PS physics.flu-dyn
Nonlinear dynamics of trapped waves on jet currents and rogue waves
用解析和数值方法研究了反向喷流捕获的表面重力波的非线性动力学。对于频率窄但角分布不一定窄的波场，发展了基于（V.Shrira，A. Slunyaev，J. Fluid. Mech，738，65，2014）导出了单模自聚焦型的一维修正非线性薛定谔方程。它的解决方案，如包络孤立子和呼吸被认为是原型的流氓波，这些解决方案，在没有电流的情况下，相对于波是强大的横向扰动，这表明潜在的更高的概率流氓波。通过对位势欧拉方程的直接数值模拟，验证了调制俘获波和孤立波群形式的长寿命解析解的鲁棒性。
2014-01-18 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Super rogue waves in simulations based on weakly nonlinear and fully nonlinear hydrodynamic equations
在弱非线性和完全非线性水动力方程的数值模拟中，检验了非线性薛定谔方程（NLS）的流氓波解（有理多呼吸子）。仅考虑从1到5的最低阶解。使用修正的NLS方程（MNLS），也称为Dysthe方程，可以达到更高的空间波传播精度。这种数值模拟使我们能够直接比较模拟与最近的实验室测量结果在\cite{Chabchoub2012c}。为了达到更高的物理精度，我们采用了完全非线性模拟的潜在欧拉方程。这些模拟为我们提供了NLS方程在近破条件下有理解长时间演化的基本特征。分析NLS解决方案被发现合理地描述了实际的波动力学陡波。
2013-03-21 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Prediction and manipulation of hydrodynamic rogue waves via nonlinear spectral engineering
游子孤子（PS）被广泛认为是一种典型的非线性结构，它可以捕捉单向波列非线性传播中出现的异常波的特性。作为一维聚焦非线性薛定谔方程在非零边界条件下的精确呼吸子解，PS可以看作是有限背景下的孤立子，即孤立子与单色波的非线性叠加.最近的一项数学工作表明，非零边界条件和孤子含量都不是产生PS的先决条件。相反，它已被证明，PS可以出现本地，作为一个渐近结构所产生的传播的任意大的衰减脉冲，独立于其孤子的内容。这一数学发现改变了广泛接受的流氓波的孤子性质的范式，使PS出现从部分辐射，甚至完全无孤子的初始数据。在这项工作中，我们实现了数学预测的普遍机制的本地PS出现在水槽实验中的一个特定的目标，以控制点的PS发生在时空中施加适当选择的初始啁啾。通过采用逆散射变换的合成的初始数据，我们能够工程师一个本地化的波包与规定的孤子和辐射的内容。这使得我们能够通过调整逆散射光谱来控制流氓波出现的位置。所提出的方法的非线性谱工程被发现是强大的高阶非线性效应不可避免的在现实的波传播条件。
2021-08-05 nlin.PS physics.flu-dyn
Directional Soliton and Breather Beams
孤子和呼吸子是广泛存在于物理系统中的非线性模式。它们是一些非线性波方程的基本解，包括单向非线性薛定谔方程（NLSE）。我们报告的观察斜孤子和呼吸子传播的角度相对于波场的传播方向。当相干项为对角相干时，在波峰方向上的尺度有限，从而形成一个束流动力学。水面高程的时空测量是通过对放置在规则网格上的浮动标记的位置进行立体重建来获得的，并用两台同步高速相机记录。基于（2D+1）双曲型NLSE方程的预测，实验结果与理论吻合得很好。我们的研究证明了这种独特的和相干的波包的存在，并在光学科学和物理海洋学的实际应用中具有重要意义。此外，这种几何形状中的不稳定波场可以解释在广泛的非线性色散介质（例如玻色-爱因斯坦凝聚体、等离子体、流体力学和光学）中具有有限波峰长度的定向大振幅异常波的形成。
2018-12-14 nlin.PS physics.flu-dyn
Evolution of perturbed long nonlinear plane, ring and hybrid surface waves
研究通过cKdV型和KPII方程建模扰动长非线性表面波的演化，揭示了大局部化波在内向传播波中的瞬态行为，对 rogue wave 生成机制有贡献。
2025-10-20 nlin.PS physics.flu-dyn
