Temperature suppression of Kelvin-wave turbulence in superfluids
在超流湍流的能量耗散现象中，量子涡旋上传播的Kelvin波起着至关重要的作用。以前的理论研究一直集中在开尔文波湍流统计物理的零温度极限。在这封信中，我们通过引入非零相互摩擦耗散力形式的小但有限的温度来超越这个无热极限;在超流湍流的实际实验中经常遇到的一种情况。在这种情况下，我们表明，存在一个新的典型的长度尺度分离的准惯性范围的开尔文波湍流远耗散范围。这封信的高潮与分析预测的能谱的开尔文波湍流在这两个制度。
2012-07-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Kelvin-wave cascade and dissipation in low-temperature superfluids vortices
研究了由Gross-Pitaevskii方程驱动的量子化超流涡旋中Kelvin波的统计性质。没有人为的强迫或耗散。准确跟踪涡流位置。这一过程直接使我们能够获得凯文波占据数谱。从初始条件下的长时间积分和整体平均获得的数值数据支持[L 'vov和Nazarenko，JETP Lett 91，428（2010）]中提出的谱。惯性范围内的开尔文波模式被发现是高斯弱湍流预测所预期的。最后研究了开尔文波谱的耗散范围。在这个范围内观察到强烈的非高斯波动。
2012-09-17 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
Kelvin waves, mutual friction, and fluctuations in the Gross-Pitaevskii model
该研究回顾截断 Gross-Pitaevskii 模型中 Kelvin 波引发的涡环反常减速，并通过含相互摩擦与热噪声的随机 LIA 模型对比三维直接模拟，确定摩擦系数 α 与 α'。
2023-07-04 cond-mat.other physics.flu-dyn
Kelvin-wave turbulence in superfluids
我们研究了在超流体中量子化涡旋上传播的湍流开尔文波的统计和动力学行为，并解决了与这些激发相关的能谱的争议。找到正确的能谱是很重要的，因为开尔文波在近零温度的超流体湍流中的能量耗散中起着重要作用。本文用解析方法证明了文献\cite{10LN}中的解具有前因子的存在性、唯一性和正则性。此外，我们提出的动力学方程，描述领导秩序的非本地制度的开尔文波动力学的数值结果。我们比较我们的研究结果与分析结果从建议的本地和非本地的开尔文波动力学理论，并显示与非本地的预测协议。因此，在将来的量子湍流理论中，应该采用参考文献\cite{10LN}中提出的谱。最后，对于较弱的波强迫，我们观察到波动的耗散尺度，我们解释为有限尺寸效应特征介观波湍流的波谱的间歇性行为。
2011-07-17 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Comment on "Symmetries and Interaction Coefficients of Kelvin waves" [arXiv:1005.4575] by Lebedev and L'vov
我们评论Lebedev和L 'vov [arXiv：1005.4575]的主张，即关于量子化涡旋线倾斜的对称性尚未阻止开尔文波与线的大尺度斜率之间的耦合。具有讽刺意味的是，Lebedev和L 'vov在局部感应近似（LIA）中尝试的有效散射顶点的反例本身就证明了他们的逻辑是无效的，这是一个众所周知的例子，说明对称性如何对Kelvon动力学施加严格的约束-不仅有问题的耦合，而且LIA中一般都没有动力学。我们进一步解释说，错误产生于混淆的对称性的一个特定的数学表示的正则涡旋位置场w（z）= x（z）+ iy（z），这明确打破了倾斜对称性由于任意选择的z轴，与那些真正的物理系统恢复在最终的表达式。
2010-10-12 cond-mat.other physics.flu-dyn
Spatio-temporal detection of Kelvin waves in quantum turbulence simulations
我们提出的证据开尔文激发的时空分辨光谱的量子湍流的数值模拟。Kelvin波是一种沿量子化涡旋传播的横向圆偏振波，其回复力是涡旋线的张力，在超流湍流理论中起着重要的作用。我们使用Gross-Pitaevskii方程来模拟量子流，让一个组织良好的漩涡的初始阵列发展成一个相互缠绕的漩涡细丝的湍流束。通过实现高的空间和时间分辨率，我们能够计算时空分辨的质量密度和动能谱。在两个光谱中，开尔文和声波的证据都很清楚。波的识别使我们能够提取开尔文波的空间谱，阐明它们在能量传递中的作用
2015-12-02 physics.flu-dyn
Anomalous translational velocity of vortex ring with finite-amplitude Kelvin waves
我们考虑无粘涡上的有限振幅开尔文波，假设涡核具有无限小的厚度。通过数值求解毕奥-萨伐尔运动方程，我们研究了Kelvin波的频率和扰动环的速度对Kelvin波振幅的依赖关系。特别是，我们表明，如果开尔文波的振幅足够大，扰动涡环向后移动。
2006-10-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kelvin wave and soliton propagation in classical viscous vortex filaments
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所）
本文通过数值模拟研究了经典粘性涡线中凯尔文波和孤立子的传播，验证了色散关系与凯尔文预测的一致性，并展示了孤立子碰撞及实验室实验的可行性。
2026-02-25 cond-mat.other nlin.PS physics.flu-dyn
Reflection and transmission of a Kelvin-Helmholtz wave incident on a shock in a jet
超音速射流中的尖叫声是由下游传播的开尔文-亥姆霍兹波和上游传播的声波之间的共振所支撑的。具体而言，最近的工作表明，相关的声波被引导内的射流和描述的线性纳维-斯托克斯方程的离散模式。然而，将下游行波转换为上游行波的反射机制，反之亦然，尚未得到彻底解决，导致大多数共振模型中的物理学缺失。在这项工作中，我们研究的反射和透射的Kelvin-Helmholtz波和正激波之间的相互作用产生的波在欠膨胀射流使用模式匹配的方法。涡片和有限厚度剪切层模型进行了探讨，量化的剪切层的反射过程中的影响。这种方法可以实现对射流和其他流体系统中共振现象的更定量预测。
2021-09-30 physics.flu-dyn
Resonant excitation of Kelvin waves by interactions of subtropical Rossby waves and the zonal mean flow
本研究利用基于 Hough 调和函数的球面浅水模型，揭示副热带 Rossby 波与平衡纬向平均流在频率匹配时可共振激发赤道 Kelvin 波，并解析其速度与深度倾向机制。
2024-08-24 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Dissipation enhancement from a single vortex reconnection in superfluid helium
利用涡丝模型研究了有限温度下超流氦中的单涡重联事件。重联诱导开尔文波，强烈增加能量耗散。我们评估的相互摩擦耗散的重联，并表明耗散功率具有普遍的形式，这是通过缩放时间（测量重联事件）和功率的相互摩擦参数α。这一观察使我们得出结论，开尔文波级联是不重要的能量耗散过程中的范围内α> 0.001。相反，能量直接从开尔文波转移到法向分量。此外，虽然激发的开尔文波大大增强了能量耗散，但在重联事件中没有看到类似的角动量变化。这一结果与最近的3 He-B测量结果相似。我们的结果也证实了另一个早期的观察，即涡旋之间的最小距离近似为d ~ sqrt（|t-trec|），在重新连接事件之前和之后。
2013-09-16 cond-mat.other physics.flu-dyn
Spectrum of turbulent Kelvin-waves cascade in superfluid helium
为了解释在极低温度下观察到的超流湍流的衰减，有人提出开尔文波的级联（类似于经典的柯尔莫哥洛夫级联）将动能转移到足够小的长度尺度上，使得声音可以辐射出去。我们报告的量子化涡丝的相互作用的数值模拟结果。我们观察开尔文波级联的发展，并计算曲率，振幅谱（我们与竞争理论比较）和分形维数的统计。
2011-07-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Coastal imbalance: generation of oceanic Kelvin waves by atmospheric perturbations
一个半无限大的海洋对一个缓慢穿越海岸的大气扰动的响应，提供了一个边界引起的近地转平衡破裂的简单例子。我们在小罗斯贝数$\varepsilon \ll 1$的线性浅水模型中研究这种响应。使用匹配渐近，我们表明，一个长开尔文波，与$O(\varepsilon^{-1})$长度尺度和$O(\varepsilon)$振幅相对于准地转响应，产生的扰动穿过海岸。考虑到这种开尔文波，就恢复了在准地转近似中违反的质量守恒。
2021-06-16 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Linear Kelvin Wave Predictions in the $z\to 0$ Limit
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出一种修正的扁船理论核，通过椭圆展开的跨度积分解决$z\to 0$极限下的不一致问题，实现有限的波能，并展示快速评估器在点和线核上的应用，提升计算效率。
2026-11-05 physics.flu-dyn
Quantum Kelvin-Helmholtz instability in phase-separated two-component Bose-Einstein condensates
本文采用Gross-Pitaevskii和Bogoliubov-de Gennes模型，对两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的Kelvin-Helmholtz不稳定性进行了理论研究。两种凝聚体之间的平坦界面被示出为变形成类斯托克斯波或类斯托克斯波，导致在波的波峰和波谷上形成单量子化的涡旋。量子流体中的界面不稳定性与经典流体中的界面不稳定性完全不同。
2010-04-07 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Interaction and decay of Kelvin waves in the Gross-Pitaevskii model
通过数值求解Gross-Pitaevskii方程，研究了超流涡旋上Kelvin波的动力学性质。在确定色散关系后，我们监测开尔文波的湍流衰减，能量最初集中在大的长度尺度。在中等长度尺度下，我们发现衰变与理论模型的标度预测是一致的。最后，我们报告的意外存在的大长度尺度声子的系统。
2013-08-04 cond-mat.quant-gas nlin.CD physics.flu-dyn
Kelvin-Helmholtz and Buckling Instabilities for a Viscoelastic Liquid
在这个流体动力学视频准备的APS-DFD画廊的流体运动，我们研究的开尔文-亥姆霍兹不稳定性的牛顿和粘弹性射流。射流运动的非线性动力学通过使用与扰动频率的精确定时控制耦合的同步选通效应而被减慢数量级。我们的研究结果表明，在高波数施加的扰动最初随时间线性增长，射流轴保持直线，而开尔文-亥姆霍兹波振幅的增长和卷起成袋，封装在自己的中央射流。在低波数（长波长）下，射流轴线在粘性应力的作用下发生弯曲，并且Kelvin-Helmholtz不稳定性和射流弯曲之间的耦合导致新的手风琴或人字形模式，这些模式随着时间的推移而增长，因为它们向下游移动。另外的粘弹性射流导致显着抑制的Kelvin-Helmholtz不稳定性的射流扰动幅度的增长和大的拉伸应力在流体中变得重要。对于长波，最初放松的粘弹性射流第一次以类似于牛顿溶剂的方式，但再一次的粘弹性效应抑制不稳定增长，因为它们对流下游。
2012-10-17 physics.flu-dyn
Direct excitation of Kelvin waves on quantized vortices
本文提出利用时变电场驱动带电纳米颗粒，在超流氦-4的量子化涡旋上受控激发 Kelvin 波，并通过三维重建、色散关系和相速度测量揭示其螺旋动力学。
2024-02-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.flu-dyn
An asymptotic model for the Kelvin-Helmholtz and Miles mechanisms of water wave generation by wind
本文针对两层分段线性风廓线模式，研究了风激水波的广义Kelvin-Helmholtz（KH）和Miles机制。在小空气-水密度比下的渐近展开表明，两种不稳定机制在完全不同的尺度上起作用。Miles短波是由弱风产生的，特别是在最小风速时，Miles体制是引起不稳定的主要原因，而在强风时，广义KH体制起主导作用，并产生中短波。
2008-04-15 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Kelvin waves over a differentially rotating spherical shell
IRAP, Université de Toulouse（图卢兹大学 IRAP 研究所）
研究探讨了球壳上赤道凯尔文波的不稳定性及其在Be现象触发中的作用，通过分析浅水框架和厚层配置，揭示了旋转和粘性对波稳定性的影响。
2026-04-14 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Robust propagation of internal coastal Kelvin waves in complex domains
本文在旋转平台上对两层流体系统中的内海岸Kelvin波进行了实验研究。在我们的系统中的波传播的方向和边界附近的指数本地化。我们的实验验证了理论上的色散关系，并表明波的振幅沿传播方向呈指数衰减。我们进一步证明了波可以沿着复杂几何形状的边界稳健地传播而不会被散射，并且在波传播路径上添加障碍物不会引起额外的衰减。
2021-02-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Experimental evidence of Kelvin wave turbulence along a vortex core
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LPENS（物理环境与纳米结构实验室）；ENS（巴黎高等师范学院）；Université PSL（巴黎文理研究大学）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
该研究首次在受控条件下对经典流体中沿单根涡丝的开尔文波湍流进行直接实验观测，用高分辨率测量解析其动力学，确定六波共振相互作用为能量转移机制，建立了研究沿涡丝能量传输的实验平台。
2026-07-09 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Interaction between active particles and quantum vortices leading to Kelvin wave generation
超流体的主要特征之一是存在量子循环的拓扑缺陷。这些物体被称为量子涡旋，并表现出流体动力学行为。如今，粒子是用来可视化量子涡旋和研究其动力学的主要实验工具。我们使用基于三维Gross-Pitaevskii（GP）方程的自洽模型，从理论和数值上探索极低温下粒子与量子涡旋之间的吸引力相互作用。粒子被描述为局部势耗尽超流体和牛顿动力学。我们能够推导出一个简化的中心力模型，它只依赖于经典的自由度的粒子。这种模型被发现是一致的GP模拟。然后，我们推广的模型，包括变形的涡丝。由此产生的远程相互作用定性再现观察到的产生的尖点的涡丝在粒子的方法。此外，我们表明，粒子可以激发开尔文波的涡丝通过共振机制，即使他们仍然远离它。
2019-02-04 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
Kelvin wake pattern at small Froude numbers
众所周知，在稳定移动扰动后面形成的表面重力波图案包括发散波和横波，包含在独特的V形尾流中。本文从理论上研究了尾流为横波主导的慢运动扰动（小佛汝德数）的极限。我们考虑三种配置：流过去的淹没源奇点，淹没偶极子，和施加到表面的压力分布。我们对待这些问题的线性化版本，并使用固定相和指数渐近的方法来证明，表观尾流角小于经典的开尔文角和量化的减少，在表观尾流角弗劳德数减少。这些结果补充了一些最近的研究足够快的移动扰动（大弗劳德数）的表观尾流角也小于经典的开尔文角。以及脱落光的尾流角，我们还研究了我们的三个配置在各种限制下的完全非线性问题，以证明在小弗劳德数的开尔文尾流图案的独特和有趣的功能。
2021-01-28 physics.flu-dyn
Quantum vortex driven Kelvin wave in the thermal background of superfluid helium
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（尼斯物理研究所）；Istituto per le Applicazioni del Calcolo M. Picone, IAC-CNR（M. Picone计算应用研究所）
研究通过FOUCAULT模型展示超流氦中量子涡的凯尔文波在正常流体中可被观测，发现温度影响波频和阻尼，揭示互摩擦作用。
2026-03-25 physics.flu-dyn
Visualization of Inertial and Kelvin Waves on the Quantum Vortex Lattice in Superfluid Helium
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内尔研究所）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Université Paris-Saclay, CNRS, FAST（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、FAST）
通过旋转低温恒温器中的量子涡旋晶格施加热流扰动，实验观测到惯性波和开尔文波湍流级联，为理解量子涡旋集体动力学提供直接方法。
2026-10-05 physics.flu-dyn
Helicity, Topology and Kelvin Waves in reconnecting quantum knots
螺旋度是一种拓扑不变量，用于测量线、管和带的连接和打结。因此，它在天体物理学和太阳物理学、流体动力学、大气科学和生物学中有着无数的应用。在量子流中，拓扑变化的重连事件是一个主食，螺旋度似乎是一个关键的研究数量。然而，螺旋度的通常定义在量子涡旋中并不适用，并且它的计算基于计算涡旋线的链接和交叉，在复杂和湍流的情况下完全不可能应用。我们提出了一个新的定义克服这些问题的螺旋度。有了它，我们表明，只有某些重联事件保存螺旋度。在其他情况下，螺旋度可能会在重联过程中突然改变。此外，我们表明，这些事件也可以激发开尔文波，慢慢耗尽螺旋度，因为它们的非线性相互作用，从而将理论的涡旋结与量子湍流的观测。
2016-02-22 physics.flu-dyn
What is the apparent angle of a Kelvin ship wave pattern?
虽然包含开尔文船舶波型的半角通常被接受为19.47度，但最近对足够快速移动的船舶的观测和计算表明，视尾流角随着船舶速度而减小。对这种角度减小的一种解释依赖于这样的假设，即船不能产生比其船体长度大得多的波长。另一种解释是，在实践中观察到的波型是由最高峰的位置定义的;对于由足够快速移动的物体产生的尾流，这些最高峰不再位于最外面的发散波上，从而导致更小的视角。本文着重研究了自由表面绕流单个淹没点源和绕流一对淹没点源的问题。在这些问题的线性版本中，我们测量由最高峰形成的表观尾流角，并观察到以下三个制度：一个小弗劳德数模式，其中发散波不可见;标准波模式，其中最大峰发生在最外面的发散波;和第三个制度，其中最高峰形成一个V形的角度远小于开尔文角。对于非线性流动，我们证明了非线性的影响，增加了明显的尾流角，使一些高度非线性的解决方案有明显的尾流角大于开尔文角。对于较大的弗劳德数，对表观尾流角的影响可能更加显著，强非线性可能会将波型从第三状态转移到第二状态。我们希望我们的非线性结果将转化为其他更复杂的流动配置，如流动由于一个稳定移动的封闭体，如潜艇。
2014-09-05 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
Elastic waves in a Hele-Shaw cell with a co-moving Kelvin-Helmholtz-like parallel shear flow
本研究在无曲率或扰动的直 Hele-Shaw 槽中，通过不同速度的平行聚合物溶液产生剪切流，首次观察到弹性波，其频率和波速与魏森贝格数成比例。
2024-01-22 physics.flu-dyn
Estimating the energy dissipation {from Kelvin-Helmholtz instability induced} turbulence in oscillating coronal loops}
Kelvin-Helmholtz湍流是一种很有前途的机制，通过这种机制，日冕中的环可以被MHD波加热。本文提出了一个由Kelvin-Helmholtz不稳定性引起的湍流耗散率$\varepsilon_{\rm D}$的解析模型，发现它是波振幅（$d$）的三次方（$\varepsilon_{\rm D}\propto d^3$）。基于稳态湍流的概念，我们期望整个{the}环体积的湍流加热与通过其足点注入的总能量相匹配。在这种情况下，波的振幅必须随着注入能量的立方根而变化。分析结果与模拟结果的比较表明，我们的分析公式捕捉到的关键方面的湍流耗散的数值工作。应用这个模型对观测到的无衰减扭折波的特性进行了预测，这些观测到的波的振幅不足以对日冕进行强烈的加热。
2020-07-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Emergent Kelvin waves in chiral active matter
从第一性原理推导了远离平衡态的手性活性流体方程，揭示了自发边界电流及声学手性 Kelvin 波模式的涌现。
2023-06-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
The Kelvin-Helmholtz/von Neumann Stability of Discrete Representations of the Two-Fluid Model for Stratified Two-Phase Flow
许多动态管流模拟器工具能够通过详细的模拟来预测流体动力学流动不稳定性的开始。这些不稳定性提供了一个自然的机制，流态转变。然而，流量预测的质量和可靠性在很大程度上取决于这些模拟器工具中的数值，特别是方案类型和分辨率。在目前的工作中，Kelvin-Helmholtz稳定性分析的微分双流体模型，并扩展到离散表示的模型。该分析提供了代数表达式，该代数表达式将瞬时定量信息提供给i）当所研究的方案将预测线性波增长时，ii）增长速率和预期增长波长，以及iii）波速。这些稳定性表达式坚持一个更广泛的家庭的有限体积法，直接适用于任何特定的配方在这一组。空间和时间离散化的方法的预测能力发挥决定性作用。从时间积分的数值误差如何影响预测的稳定性的基本方面进行了探讨。数值误差被观察到表现在增加，以及减少，波的增长。由数值误差引起的低频增长并不总是容易与物理波增长区分开来。线性分析被证明是有用的，在理解模拟器工具所作的预测，并在选择适当的数值方法和模拟参数，优化模拟效率和可靠性。
2018-11-28 physics.flu-dyn
Multi-frequency Craik-Criminale solutions of the Navier-Stokes equations
用Craik-Criminale（CC）精确解描述了不可压Navier-Stokes（NS）方程组中椭圆柱流与Kelvin波相互作用的不稳定性。这些CC解决方案的扩展，以允许多谐波开尔文波相互作用的任何精确的NS方程的“基地”的解决方案。沿着任意选择的流线的基础解决方案的相互作用进行评估，因此在这种情况下，精确的非线性不稳定性是局部对流，而不是绝对的。此外，一个迭代方法称为“WKB引导”的介绍，连续添加Kelvin波与无公度相位的扩展CC解决方案。这是说明通过构建一个扩展的CC解决方案组成的几个开尔文波与无公度相相互作用的椭圆柱流。
2003-09-18 nlin.CD physics.flu-dyn
Kelvin wake pattern at large Froude numbers
由在水面上以恒定速度移动的物体产生的重力波形成通常称为开尔文尾流的特定图案。开尔文勋爵证明，这种尾流由一个恒定的角$\simeq 19.47^\circ$限定。然而，Rabaud和Moisy最近根据机载图像的观测结果进行的一项研究表明，尾流角似乎随着弗劳德数$Fr$的增加而减小，弗劳德数大时，尾流角与$Fr^{-1}$成比例。为了解释这样的观测结果，作者提出了一个强有力的假设，即一个大小为$b$的物体不能产生大于$b$的波长。与不需要这样的假设和建模的移动物体的轴对称压力场，我们分析表明，对应于波的最大振幅的角度尺度为$Fr^{-1}$为大弗劳德数，而划定的尾区的角度外，表面基本上是平坦的保持不变，等于开尔文角的所有$Fr$。
2014-01-24 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Plane shearing waves of arbitrary form: exact solutions of the Navier-Stokes equations
本文给出了背景线性剪切流中不可压纳维-斯托克斯方程的精确解。该方法的建设是基于开尔文的调查线性化扰动在无界库埃特流。我们得到明确的公式的所有三个组成部分的开尔文模式的初等函数。然后，我们证明了平行（虽然时间相关）波矢量的开尔文模式可以叠加，以构建最一般的平面横向剪切波。一个明确的解决方案，与任何指定的初始取向，配置文件和极化结构，无论是无界或剪切周期性的边界条件。
2017-10-12 astro-ph.GA physics.flu-dyn
Gap Size Effects for the Kelvin-Helmholtz Instability in a Hele-Shaw Cell
本文报道了在Hele-Shaw池中平行流动的两种不混溶流体之间的Kelvin-Helmholtz不稳定性的实验结果。我们把我们的兴趣集中在不稳定特性的墙壁之间的间隙大小的影响。实验结果表明，不稳定性阈值、临界波长、相速度和空间增长率都依赖于该间隙的大小。将这些结果与Gondret和Rabaud（1997）的二维分析以及Plourabou=E9和Hinch（2001）最近导出的三维分析进行比较，结果表明，特别是当间隙尺寸增加时，仍然不完全一致。
2001-04-24 physics.flu-dyn
Vibrations of a Columnar Vortex in a Trapped Bose-Einstein Condensate
本文导出了旋转柱对称抛物阱中玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋线支撑的Kelvin波的控制方程。从这个解决方案的开尔文波色散关系确定。在限制的扁圆陷阱和纵向捕获的情况下，我们的结果与以前的工作是一致的。我们表明，导出的开尔文波色散在一般情况下是在定量协议与数值计算的Bogoliubov频谱，并提供了显着的改进，以前的分析工作。
2012-08-07 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Towards eliminating the nonlinear Kelvin wake
本文用受迫 Kadometsev-Petviashvili 方程分析有限深水面运动局域强迫产生的非线性 Kelvin 尾流，并证明可通过选择强迫分布获得稳定、可实验观测的无波解。
2024-10-02 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Elastically driven Kelvin-Helmholtz-like instability in planar channel flow
开尔文-亥姆霍兹不稳定性（Kelvin-Helmholtz instability，KHI）在自然界中广泛存在，尺度从微米到银河系。这种不稳定性是指具有不同速度和密度的两个平行牛顿流体流之间的界面的扰动的增长，通过剪切应变而不稳定，并且通过在底部具有较重流体的密度分层而稳定。在这里，我们报告的纯弹性KH类不稳定性的粘弹性流体，这是理论上被认为是稳定的平面直槽流的发现。然而，尽管显着相似的牛顿KHI时间界面动力学，弹性KHI揭示了定性不同的不稳定机制。实际上，由于在流动中检测到的弹性波的能量泵送，跨界面的速度差强烈波动并且随时间非单调变化。在不同的制度的弹性波强度和效率的弹性KHI的相关性表明，弹性波的不稳定因素之间的竞争和弹性应力差所产生的速度差在界面处的稳定效果是新的不稳定机制的弹性KHI。
2020-10-01 physics.app-ph physics.flu-dyn
Quasigeostrophy against the wall
海岸是连续分层准地转方程的经典推导的障碍，由于缓慢的内部海岸捕获的开尔文波和反气旋之间可能的共振。[Deremble et al Ocean Modelling 2017]提出了准地转内部和边界层开尔文波动力学之间的耦合模型。我们重新推导这个模型，特别注意守恒定律。我们发现，尽管在边界层中存在Kelvin波激波，准地转能量是守恒的。这些激波的作用是改变全球位涡分布，从而改变内部流动结构。在这方面，我们表明，有一个主动控制的边界区域的内部流动。
2020-04-07 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Ship waves in the presence of uniform vorticity
开尔文勋爵关于船后的波浪在19 ° 28'的半角范围内的结果也许是表面波领域中最著名和最引人注目的结果。我们求解了存在恒定涡量S的剪切流时的线性船波问题，并表明开尔文角（尾流两侧各一个）以及尾流的其他方面密切依赖于“剪切弗劳德数”Frs=VS/g（基于长度g/S^2和船舶速度V），以及水流和船舶运动线之间的角度。在所有方向上，除了恰好沿剪切流方向外，都存在一个Frs临界值，超过这个值就不产生横波，并且在这个临界值处，全尾流角达到180 °。这种临界行为以前从有限深度的波中已知。对于侧向剪切，一个开尔文角可以超过90度。另一方面，当Fr >> 1时，最大波幅角的比例为1/Fr（Fr基于船舶尺寸），该比例实际上不受剪切流的影响。
2014-01-08 physics.flu-dyn
Altimetric measurements of rotating turbulence: cyclone-anticyclone asymmetry, inertial and Kelvin waves and spectral characteristics
本文介绍了旋转圆形容器内湍流的一系列新的实验结果。电磁力的作用是在恒定深度的流体层中诱导流动。研究了连续强迫流动和衰减流动。光学测高用于测量地面高度场的梯度，并获得具有高时间和空间分辨率的速度场和涡度场。流场的谱分析表明，尽管能量和涡度拟能的谱通量在这些区间内并不均匀，但仍形成了具有能量和涡度拟能区间的双重级联。能量间隔的特征在于波数的斜率约为-5/3，并且在范围上受到变形效应的有限半径的限制。在涡度拟能范围内，由于存在长寿命的相干涡，斜率比-3更陡。流场谱通量的空间分布表明，能量逆传递和涡度拟能正传递主要发生在拉长的涡度斑片中。在我们的流动中观察到有利于反气旋的气旋/反气旋不对称性。在湍流的衰减阶段，反气旋的优势最为明显。反气旋保持圆形，而气旋性涡度被拉伸成细长的斑块。测量结果表明，涡量分布的偏斜度随流动的佛劳德数的增大而增大。惯性波和开尔文波在我们的实验中被检测到，他们的特点进行了分析，对适当的频散关系。
2013-04-10 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Wave topology brought to the coast
自从开尔文在拉普拉斯潮汐方程上的开创性工作以来，在海岸动力学的背景下发现了一种被困波的生态学。其中，最初由开尔文计算的一个起着特殊的作用，因为它是一个单向模式，填补了不同波段之间的频率间隙。这种开尔文波的存在是强大的边界形状的变化，并在海岸的基础模型的变化。这表明一种拓扑学的解释至今仍是难以捉摸的。在这里，我们纠正的情况下，利用浅水动力学，突出了与著名的凝聚态物理的Halflion模型的类比重新制定。对于任何配置文件的底部地形，从一个波段到另一个在色散关系的模式的数量，通过计算第一陈数描述的拓扑结构的复杂的本征模在一个双重的，更简单的波的问题。
2021-08-22 cond-mat.mes-hall physics.ao-ph physics.flu-dyn
The interaction of Kelvin waves and the non-locality of the energy transfer in superfluids
我们认为，相互作用的开尔文波（KW）的物理是非常不平凡的，不能理解的基础上的纯尺寸推理。超流体中KW湍流的自洽理论应该建立在对它们之间相互作用的明确认识的基础上。为了实现这一点，我们提出了一个详细的计算和综合分析的相互作用系数的KW湍流，从而解决以前的错误所产生的不明贡献。作为这种分析的第一个应用，我们导出了一个新的局部非线性（偏微分）方程。该方程比Biot-Savart方程更简单，用于分析和数值模拟KW，并且与完全可积的局部感应近似（其中KW之间没有能量交换）相反，描述了KW的非线性动力学。其次，我们表明，以前建议的Kozik-Svistunov能谱的KW，这是经常被用来在超流湍流的实验和数值数据的分析，是无关紧要的，因为它是基于一个错误的假设，通过尺度的能量传递的局部性。此外，我们证明了弱的非局部性的逆级联光谱与一个恒定的粒子数通量，并找到由此产生的对数修正这个频谱。
2010-02-14 cond-mat.supr-con nlin.CD nlin.SI
Nonlinear wave damping by Kelvin-Helmholtz instability induced turbulence
本文研究了非线性扭折波中 Kelvin-Helmholtz 不稳定性诱导的湍流演化，发现其分为增长与衰减两阶段，并据此建立了准确的振荡阻尼与湍流加热预测模型，揭示了其与线性理论阻尼剖面的显著差异。
2024-03-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn
A modern approach to the Kelvin-Helmholtz instability on circular vortex sheets
该研究用二维圆形涡片表征涡旋最外层剪切界面，通过Birkhoff-Rott方程给出Kelvin-Helmholtz不稳定性的新证明，推导了奇点形成时间，结合数值证据提出该不稳定性或促进二维湍流涡旋的二次不稳定性发展。
2024-08-15 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Gradual eddy-wave crossover in superfluid turbulence
本文对绝对零度附近的超流湍流理论进行了修正，提出了一个微分近似的模型，用于描述量子化涡线的集体流体动力学运动和它们各自的不相关运动（Kelvin波）所携带的k空间中的能量通量。该模型预测系统的流体动力学和开尔文波分量的能谱，在有限的尺度范围内，不同的运动制度之间经历了一个平滑的交叉。
2008-07-08 nlin.CD physics.flu-dyn
A bulk-interface correspondence for equatorial waves
拓扑学为流体波的研究带来了新的工具。单向Yanai和Kelvin赤道波的存在与拓扑不变量Chern数有关，Chern数描述了$f$平面浅水本征模在参数空间中带交叉点周围的缠绕。在先前的研究中，拓扑不变量是两个半球之间界面的一个属性。在这里，我们问是否可以分配给每个半球的拓扑指数。我们表明，这是可以做到的，如果浅水模型在$f$平面几何规则化的一个额外的奇粘性项。然后，我们计算一个浅水模型的频谱与一个尖锐的赤道分离两个平坦的半球，并恢复开尔文和柳井波作为两个指数捕获波沿赤道，与所有其他模式离域到散装。该模型提供了一个完全可解的例子，体界面对应的流动与尖锐的接口，并提供了拓扑解释的一些过渡模式描述的[伊加，流体力学杂志1995年]。它也铺平了道路，对沿海开尔文波沿边界的拓扑解释，更一般地说，在连续介质中的散装边界对应的理解。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
