Hyperbolic model of internal solitary waves in a three-layer stratified fluid
本文推导了一个新的双曲模型，描述了具有非静水压力分布的分层浅水中内波的传播。双曲线模型的构建是基于使用额外的“瞬时”变量。这使得人们可以减少色散的多层格林-Naghdi模型的一阶系统的演化方程。本文着重研究了在Boussinesq近似下附加中间层静水压力的非均匀底三层绕流。给出了三层流动方程的双曲性条件，并研究了行波解。基于所提出的双曲模型和色散模型，对内孤立波的产生和传播进行了数值计算，并与实验结果进行了比较。在所提出的三层双曲模型的框架内，数值研究了对称和非对称类孤子波的传播和相互作用。
2020-05-27 physics.flu-dyn
Non-spectral methods of analysis of the internal gravity waves measurements in ocean
本文介绍了海洋中重力内波的自然测量的非谱分析方法，目的是确定组成测量场的波列的特性，以及沿这些波列传播途径的海洋形态和参数。内波的自然测量数据的分析问题，目的是从测量场分离单个波列，并在此基础上确定这些波列的特性，以接收关于波的激发源的信息，以及关于沿着波传播路径的海洋特性的信息，与波动力学的问题直接相关。所提供的分析算法的基础是这样的假设，即所测量的波场表示具有一定速度和传播方向的平面波列的总和。利用所给出的方法确定的内波包的变换，可以证明波列在大尺度海洋地层中的传播，从而为远距离确定大尺度海洋地层的特征提供了可能。
2007-07-11 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Internal Wave Attractors in 3D Geometries : a dynamical systems approach
我们用射线追踪方法和传统的动力系统理论研究了内波在三维空间中的传播。波在推广圣安德鲁十字的圆锥上的传播证明了引入传播角的合理性，该传播角允许描述波射线在水平面中的位置。考虑到这个反射角的演变，反复反射的倾斜的斜坡，一个新的捕获机制出现，显示出的趋势，使这个角度与上坡梯度。在相当简单的几何形状的一个conventionally不变的运河，我们首先表明，这种配置导致的zizium形吸引子，非常类似于什么已被广泛研究的二维。然而，我们也建立了一个直接的联系之间的陷阱和二维吸引子的存在。在第二阶段，考虑到几何形状是不对称不变的，更接近现实的配置，我们证明，虽然没有二维吸引子，可以找到一个结构在三维空间中的属性类似于内波吸引子：一维吸引流形。此外，由于这种结构是独特的，它应该很容易在实验室实验中可视化，因为注入域中的能量最终将被限制在三维空间中非常薄的区域，因此它被称为超级吸引子。
2019-11-03 physics.flu-dyn
Wave propagation in semi-convective regions of giant planets
最近对木星和土星的观测表明，重元素可能在气体包层中被稀释，提供了一种成分梯度，可以稳定普通的对流，并在这些行星的核心附近产生稳定的分层层。该区域可能由具有阶梯状密度分布的半对流层组成，由于双扩散对流，该半对流层具有由薄的稳定分层界面分隔的多个对流区。这些层可能对波的传播和潮汐耗散有重要影响，但尚未充分探讨。我们分析了这些层对巨行星内部波传播和传输的影响，扩展了本地笛卡尔模型中的先前工作。我们采用一个简化的全球Boussinesq行星模型，我们探讨了内波在非旋转球体。我们首先研究的自由模式的区域包含半对流层。然后，我们分析通过这样的区域的内波的传输。自由模式强烈地依赖于阶梯特性，并且由具有内部和界面重力波样行为的模式组成。我们确定这些波的频移作为步骤的数量的函数，以探索它们探测行星内部结构的潜力。我们还发现，波的传输是强烈的影响存在的楼梯。非常大波长的波可以有效地传输，但小尺度波只有在与自由模式之一共振时才能传输。因此，对于非谐振模式，芯的有效尺寸更大。
2020-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Hamiltonian approach to modelling interfacial internal waves over variable bottom
本文研究了在层结和下垫面非均匀流存在的情况下，不均匀底对内波传播的影响。因此，所提出的模型将涡量（波流相互作用），地球物理效应（科里奥利力）和一个可变的水深。上述物理情况的一个例子是在赤道暗流（EUC）存在下的赤道内波。我们发现，界面（物理上与温跃层和密度跃层重合）在长波近似下满足一个变系数KdV-mKdV型方程。对孤子在不同深度上的传播引起的孤子分裂效应进行了数值分析和研究。
2022-03-04 math-ph math.MP nlin.PS
A phase-field modeling approach of fracture propagation in poroelastic media
本文提出了一种多孔弹性介质中裂缝的相场模型。基于经典的Biot孔隙弹性理论对多孔介质进行了建模，并采用相场模型控制破裂行为。此外，裂缝扩展是由弹性能量驱动的，其中相场被用作插值函数，以将流体性质从完整介质过渡到完全破裂介质。我们使用隔离（交错）方案，并在Comsol Multiphysics中实现我们的方法。所提出的模型进行了验证，单相固体受到拉伸和一个2D试样受到增加的内压。我们还比较了我们的结果与解析解。最后，我们展示了二维和三维的内部流体注入的例子来说明所提出的方法的能力。
2019-02-14 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Internal Wave Attractors in 3D Geometries : trapping by oblique reflection
我们实验研究了内波在两种不同的三维（3D）几何形状的传播，特别强调由于倾斜入射的内波在斜坡上的3D反射的折射聚焦。这两项研究都是通过射线追踪计算来确定适当的实验参数。首先，我们考虑一个3D的几何形状，经典的设置，以获得简单的，2D平行四边形形状的吸引子，其中波被迫在一个方向垂直于倾斜的底部。然而，在这里，强迫是减少的程度，沿斜坡，横向方向。我们展示了折射聚焦机制如何解释吸引子在整个宽度的坦克，甚至远离强制区域的形成。直接数值模拟证实了动力学，强调边界条件的作用，并揭示了在横向上的相移。其次，我们考虑一个狭长的坦克有一个倾斜的底部，简单地复制一个运河。在这种情况下，能量沿平行于斜坡的方向注入。有趣的是，波能量最终在横向于初始传播方向的平面中形成2D内波吸引子。这种聚焦机制防止了大部分内波能量沿着管道的不确定传输。
2018-05-11 physics.flu-dyn
How internal waves could lead to wreck American and Indonesian submarines?
文章反映了作者对1960年美国核潜艇“萨赫”号和“蝎子”号以及2021年4月印尼柴油潜艇“南加拉-420”号发生的灾难的看法。巨大的内波在这样的悲剧事件中可能发挥的作用进行了讨论。给出了大振幅内孤立波的参数、形状和传播速度。最后，对这场灾难进行了重建。
2021-07-05 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Strongly nonlinear models for internal waves: an application for the dam-break problem
本文对不可压缩分层欧拉流体内波传播的强非线性模型进行了数值和解析研究，以确定实验室实验中感兴趣的一类初始条件的演化。这类阶跃样的初始数据严重测试的鲁棒性的模型超出其严格的长波渐近有效性，和模型的保真度进行评估的父欧拉系统的直接数值模拟（DNS）。据发现，近孤立波形成的主要动力学是非常好的预测模型的波和流体性质，在一小部分的计算成本的DNS代码。
2017-03-27 physics.flu-dyn
Hamiltonian model for coupled surface and internal waves over currents and uneven bottom
本文研究了内水波与表面波、海流和不均匀海底相互作用的传播的哈密顿模型。使用所谓的Dirichlet-Neumann算子，水波系统以Hamilton形式表示，因此内波和表面波的运动由Hamilton公式确定。选择一个适当的尺度的变量，并采用哈密顿摄动理论从哈密顿制定的动力学，我们推导出一个KdV型方程的变系数依赖于底部地形来描述内波。
2022-06-19 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Axisymmetric internal wave transmission and resonance in non-linear stratifications
迄今为止，已研究了非线性分层和两层分层对二维波场的内波传播的影响。在这里，我们使用一种新的波发生器配置来研究轴对称内波在非线性分层中的传输。两种配置进行了研究，理论和实验。在自由入射波的情况下，透射最大值被发现在倏逝频率附近。在受限入射波的情况下，共振效应导致从上层到下层的增强的传输速率。我们认为这些结果的海洋学相关性，将它们应用到一个例子海洋分层，发现可以有现实世界的影响。
2019-06-18 physics.flu-dyn
An asymptotic model for internal capillary-gravity waves in deep water
本文考虑了两层流体系统中界面毛细重力波的双向传播模型，该模型具有刚性盖条件，上层和下层具有更大的深度或无限大的深度。该系统是来自一个重新制定的欧拉方程的内部波不可忽略的表面张力的影响，在界面和相应的渐近模型下的Benjamin-Ono政权。本文还介绍了另一种单向模型，即正则化本杰明方程，它是本杰明方程的推广。讨论了新方程的适定性和孤波解的存在性。
2020-04-24 math.AP physics.flu-dyn
Experimental investigation of nonlinear internal waves in deep water with miscible fluids
本文介绍了深水中非线性内孤立波（ISW）在混溶流体中传播的实验结果。结果与直接数值模拟和考虑扩散界面影响的行波精确解进行了对比验证。波浪是通过溃坝产生的，它们的演化是用激光诱导荧光（LIF）和粒子图像测速（PIV）记录的。特别是，在一个框架中收集的数据与波在这里首次提出。我们的研究结果是地球物理应用在深海弱非线性理论未能捕捉到大振幅ISWs从现场观测的特点的代表。
2018-05-29 physics.flu-dyn
The dynamics of internal gravity waves in the ocean: theory and applications
在本文中，我们考虑的基本过程中的内部重力波的扰动和传播的海洋模拟为一个垂直分层，水平非均匀，非平稳介质。我们发展了描述波动力学的渐近方法，推广了时空射线追踪方法（一种几何光学方法）。我们提出的分析和数值算法计算的内部重力波场使用实际的海洋参数，如海水的物理特性，地形的底部，等，我们表明，我们的数学模型可以逼真地描述在海洋中的内部重力波动力学。我们的数值和分析结果表明，内重力波有一个显着的影响，在海洋中的水下物体。
2013-08-16 math-ph math.MP physics.ao-ph
