Evolution of interface singularities in shallow water equations with variable bottom topography
在双曲长波模型的形式下研究了非平凡海底地形的波前传播。非光滑的初始数据的演变进行检查，特别是奇异点的分裂和他们的短时间的行为进行了描述。在较长时间的相反限制下，波前的局部分析被用来估计梯度突变的形成以及这是如何受到地形的影响。极限情况下，当自由表面相交的底部边界，属于所谓的“物理”和“非物理”真空类，检查。在空间变量的幂级数表示的解决方案导致一个层次的常微分方程的时间相关的系列系数，这是揭示两种真空情况下的基本差异：对于非物理真空，该层次的方程是递归的和线性的过去的前两对，而物理真空的层次是非递归的，完全耦合和非线性。前一种情况可能承认的解决方案是免费的奇点为非零的时间间隔，而后者被证明发展非标准的速度冲击瞬间。我们表明，截断有限维系统和多项式的解决方案是在一般情况下，只有可能的情况下，二次底部轮廓。在这种情况下，系统的演化可以减少到，并完全描述，一个低维动力系统的时间相关系数。该系统包含了一般幂级数初始数据解的所有非线性性质，特别是在干点处有限时间内的正则性损失。对于抛物底地形的特殊情况，一个精确的，自相似的解决方案类的介绍和研究，说明通过封闭形式的表达式的一般结果。
2022-01-05 math-ph math.MP nlin.SI
Well-balanced mesh-based and meshless schemes for the shallow-water equations
本文提出了一种通用标准，用于精确保持浅水方程中的'静湖'解，通过精心设计的空间导数算子和兼容的平均规则，实现了网格和网格无关方案的平衡特性。
2017-11-28 cs.NA math.NA physics.ao-ph
A global summary of seafloor topography influenced by turbulent water mixing
本研究结合全球内波-湍流视角与高分辨率温度观测数据，重新分析海底临界坡度特征，揭示超临界坡度区域对湍流的主导贡献、内潮与近惯性波的作用占比，以及内波侵蚀对海底高程谱的影响。
2024-08-13 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Momentum and pseudomomentum in a shallow water equation
从动量、能量和伪动量平衡的拉格朗日推导的角度分析了具有可变地形的基本浅水系统。导出了二维作用量和动量方程。后者被进一步操纵，以获得额外的能量和伪动量方程。这种揭示的结构强调了空间和参考配置中的对称性破坏，并保留了时间上的对称性。
2022-08-11 math-ph math.MP physics.class-ph
Well-balanced, anti-diffusive non-oscillatory central difference (adNOC) scheme for the shallow water equations with wet-dry fronts
本文提出了一种中心差分格式求解具有非平底地形和干湿锋移动的浅水方程。由于两个原因，该问题在数值上具有挑战性。首先，非平底地形需要精确平衡动量守恒方程的源项（占重力）和通量梯度项（占压力不平衡引起的力）。第二，移动干湿锋的建模涉及到水高度减小的处理，这在数值上很难处理。该格式具有快速、简单、鲁棒性好等优点。它成功地避免了负水深在移动干湿边界，它表现出良好的平衡之间的通量梯度和源项。该计划的性能进行了验证，与一些测试用例和结果相比，毫不逊色于出版的解析解。
2019-11-08 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Invariant conservative difference schemes for shallow water equations in Eulerian and Lagrangian coordinates
本文研究一维浅水方程，构造了适用于任意底部地形的欧拉坐标不变保守差分格式，并利用质量拉格朗日坐标处理移动网格，最后通过数值算例验证了格式的守恒性与有效性。
2020-08-28 cs.NA math-ph math.MP
A three dimensional Dirichlet-to-Neumann operator for waves over topography
表面水波被认为是在高度可变的非光滑地形上传播的。对于这个三维问题的Dirichlet到诺依曼（DtN）运营商的构造减少的数值模拟和发展的二维自由表面。相应的傅立叶型算子通过矩阵分解定义。分解的地形部分需要特别注意，并相应地提供了Galerkin方法。一维数值模拟，沿自由表面，验证DtN制剂中存在的大振幅，快速变化的地形。另一种基于保角映射的方法用于基准测试。一个二维的模拟中存在的Luneburg透镜（一个特定的淹没丘）说明了三维DtN运营商的准确性能。
2017-08-01 physics.flu-dyn
Time-domain pressure and surface wave propagation over generic topography due to sea floor motion
本文基于可压缩海洋线性水波理论，结合 Fourier 变换与特征函数展开，模拟任意地形和海床时间运动下的压力波反弹及高频声重力波传播，揭示地形散射与海啸前兆信息。
2025-09-27 physics.flu-dyn
Gravity-capillary flows over obstacles for the fifth-order forced Korteweg-de Vries equation
本文研究了浅水通道中两个地形障碍物共振激发的重力-毛细波。通过考虑弱非线性制度的强迫五阶Korteweg-de Vries方程出现作为一个模型的自由表面位移。水面最初采取静止和初始值问题，这个方程的数值计算使用伪谱方法。我们研究了具有中间毛细效应的近共振流动。波的相互作用的细节进行了分析，具有不同尺寸的障碍物。我们的数值结果表明，流动不一定是由较大的障碍。
2021-03-06 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Flow Structures Beneath Stationary Waves with Constant Vorticity Over Variable Topography
本文研究变地形下常涡量定常波下方流动结构，基于改进的Dyachenko等保角映射技术数值分析凸起与凹坑地形，发现波峰下鞍点、凹陷孤立波下中心及底边界压力全局极小等独特特征。
2025-01-29 physics.flu-dyn
Soliton Dynamics over a Disordered Topography
本文首次实验研究了孤立子在随机或周期底部地形上的安德森局域化，发现弱振幅下局域化长度符合线性浅水理论，强振幅下衰减增强，并揭示了前导孤立子后方的分裂与散射新动力学，为海岸防护提供潜在应用。
2024-11-15 cond-mat.dis-nn nlin.PS physics.flu-dyn
Symmetries and conservation laws of the one-dimensional shallow water magnetohydrodynamics equations in Lagrangian coordinates
本文研究一维浅水磁流体力学方程在拉格朗日坐标下的对称性分类与守恒律，利用Noether定理构造新守恒律，并给出不变解和部分不变解。
2022-08-12 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Water-wave gap solitons: An approximate theory and accurate numerical experiments
结果表明，标准耦合模理论可以成功地描述具有周期性一维地形的布拉格共振弱非线性重力水波。由该理论提供的间隙孤子的解析解与理想平面势自由表面流的精确运动方程的精确数值模拟是合理一致的，甚至对于强非线性波也是如此。在数值实验中，自定域群的近驻波可以存在多达数百个波周期。模型的推广到三维的情况下，也来自。
2008-10-27 physics.flu-dyn
Mixed Convection Heat Transfer and Flow of Al2O3-Water Nanofluid in a Square Enclosure with Heated Obstacles and Varied Boundary Conditions
本文研究了含加热障碍物的方形封闭腔内Al2O3-Water纳米流体的混合对流换热，分析了Reynolds数等参数及波纹壁面等对流动与传热特性的影响，发现添加纳米颗粒可显著提升传热速率。
2024-01-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Inferring Underwater Topography with FINN
University of Lübeck（吕贝克大学）；University of Tübingen（蒂宾根大学）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
本研究探索有限体积神经网络（FINN）在浅水方程中的应用，发现其能仅凭波浪动力学有效推断水下地形，优于传统及物理感知机器学习模型，凸显其在时空现象理解与参数化方面的潜力。
2024-08-20 cs.AI cs.LG physics.ao-ph
Birth, interactions, and evolution over topography of solitons in Serre-Green-Naghdi model
本文利用新型良好平衡有限体积法开展高分辨率模拟，揭示SGN方程孤子在多重碰撞、壁面撞击及地形障碍物作用下的鲁棒性与次级孤子生成。
2024-05-12 nlin.PS 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
A Central-Upwind Scheme for Two-layer Shallow-water Flows with Friction and Entrainment along Channels
本文提出了一种新的高分辨率、无振荡的半离散中心迎风格式，用于求解具有任意截面和底部地形的一维两层浅水摩擦卷吸流动。这些流动描述的条件双曲平衡法与非保守产品。详细描述了该模型的属性，包括熵不等式和相应的系数矩阵的特征值的渐近近似。该格式扩展了现有的双曲守恒律和平衡律的中心迎风半离散数值方法，满足浅水流动精确模拟的两个关键性质：{ \it保持每一层水深的正性}和{ \it良好平衡}，即，由通道的几何形状产生的源项被离散化，以便平衡非线性双曲线通量梯度。除了对该方案的描述和这两个性质的证明之外，我们还提供了几个数值实验来证明该数值算法的鲁棒性。
2021-04-07 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Experimental and numerical investigation of the hydrodynamic characteristics of Autonomous Underwater Vehicles over sea-beds with complex topography
自主水下航行器（AUV）的改进设计由于其在学术和工业应用中的实用性而变得越来越重要。然而，大多数此类测试和设计是在可能不能反映浅水AUV的操作环境的条件下进行的。这可能导致对AUV性能的不精确估计和次优设计。本文介绍了实验和数值研究相结合，调查在不同的雷诺数AUV船体的水动力特性在倾斜的通道床。我们进行了实验，以测量周围的AUV的速度场和湍流统计与量化的不确定性。这些进行了对比，对相应的平床实验，以衡量AUV性能的测试床地形的影响。实验数据被用来验证雷诺应力模型的预测。通过响应面法（RSM）计算，预测了AUV在不同试验台坡度、攻角和漂移角下的阻力、压力和表面摩擦系数等水动力参数，分析了AUV的水动力性能。本文的研究结果为水下机器人在陆坡、河口等浅水环境中的设计改进提供了参考。
2019-04-28 physics.flu-dyn
On the stability of fully nonlinear hydraulic-fall solutions to the forced water-wave problem
该研究针对局部地形上的二维水跃流动，基于有限元框架数值分析完全欧拉方程水跃解的稳定性，发现凸起地形水跃谱稳定、凹陷地形水跃线性不稳定且最终演化成向上游发射椭圆余弦波、向下游发射多谐波线性波的周期脉动局域大波。
2024-03-11 physics.flu-dyn
Solitary water wave interactions for the Forced Korteweg-de Vries equation
本文研究了受迫Korteweg-de Vries方程（fKdV）下两地形障碍物间的孤立波相互作用。专注于相互作用的细节，我们确定制度，其中孤立波相互作用保持两个良好分离的波峰和制度的局部最大值的数量根据法律$2\rightarrow 1\rightarrow 2\rightarrow 1\rightarrow 2$或$2\rightarrow 1\rightarrow 2$。结果表明，KdV两孤子相互作用的几何Lax分类对fKdV方程仍然成立.
2021-02-25 cs.NA math.AP math.NA
Stochastic wave-current interaction in thermal shallow water dynamics
Holm（Proc. Soc 2015）引入了一个变分框架，用于随机参数化未解决的水动力运动尺度。这种变分框架保留了流体动力学的基本特征，如开尔文循环定理，同时还允许在分层流体内和其自由表面处的色散非线性波传播。本文将渐近展开和垂直平均与随机变分框架相结合，提出了一种新的方法来发展非线性波场的随机参数化方案。该方法适用于各种浅水方程下降的欧拉的三维流体方程的旋转和分层下近似渐近展开和垂直平均。在整个家庭的非线性随机波流相互作用方程推导出使用这种方法，开尔文环流定理揭示了正压机制波生成的水平环流或对流（气旋），这是激活时，波的高度和/或地形的梯度不对齐的梯度垂直平均浮力。
2020-12-08 math-ph math.MP nlin.CD
A well-balanced finite difference WENO scheme for shallow water flow model
本文采用高阶格式研究了非平底地形上的浅水流动模式。现有的数值格式大多是从浅水流动的数学模型发展而来的。本研究的新贡献在于设计一个有限差分加权基本无振荡（WENO）格式的基础上的替代制定的浅水流动模型，表示为“预平衡”浅水方程，并介绍了在[计算物理杂志192（2003）422-451]。这一表述大大简化了实现本方案的良好平衡。严格的数值分析，以及广泛的数值结果，验证了目前的计划保持精确的守恒性质。值得注意的是，该格式在保持间断点附近的非振荡性的同时，也保持了光滑解的高阶精度。
2019-12-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The transport and deposition of heavy particles in complex terrain: insights from an Eulerian model for large eddy simulation
重粒子在复杂地形上的输运和沉积是许多学科的重要问题，包括沉积物和雪输运、生态学和植物病理学、风沙过程和地貌学。本文提出了一种利用大涡模拟（LES）技术模拟重粒子在复杂表面上输运和沉积的框架。浸没边界LES代码耦合欧拉粒子代码，解决对流-扩散方程的解决粒子浓度场。颗粒相的质量守恒方程离散在一个有限体积的框架内，使用笛卡尔切割细胞的方法，重塑有限体积细胞包围浸没的边界表面和准确地保存质量。提出的数值模型进行了比较，从风洞实验的重粒子沉积地形，并发现有很好的协议与观察到的沉积模式。一个LES的雪沉积在理想化的地形案例研究导致了几个新的见解。颗粒惯性导致在平均流加速区域中颗粒和流体之间的相对速度，从而增强障碍物的迎风面上的沉积并抑制背风面上的沉积。此外，它被发现，颗粒惯性的平均分量是一个因素的6或更大的比湍流分量，表明增强/抑制的沉积地形可以建模的平均流量。
2019-03-08 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Anomalous Statistics and Large Deviations of Turbulent Water Waves past a Step
本文利用大偏差理论结合截断KdV方程研究越过台阶的湍流水波的异常统计，通过确定性优化问题准确刻画波高分布的非高斯尾部及异常波时空结构，并展示其对一般非线性哈密顿系统的适用潜力。
2021-12-16 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Vapor-mediated wetting and imbibition control on micropatterned surfaces
本文通过引入低表面张力液体的蒸气，利用马兰戈尼力与毛细芯吸力竞争，实现对微图案表面水滴铺展和芯吸的时空控制，为涂层、清洁和干燥提供新策略。
2025-03-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sensitivity of Internal Wave Energy Distribution over Seabed Corrugations to Adjacent Seabed Features
在这里，我们表明，内部重力波能量的分布在一个补丁的海底波纹强烈依赖于“距离”的补丁到相邻的海底功能。具体地说，我们考虑能量分布在一个补丁的海底波纹钻到i。另一片涟漪，以及ii.垂直的墙。主波数为所通过内波的两倍的海底起伏将内波的部分能量反射回来（布拉格反射），让其余能量传输或转移到更高和更低的模式。在下游侧存在相邻地形的情况下，从贴片传输的能量可能会反射回来，例如，如果下游地形是另一组海底波纹，则部分反射回来，或者如果下游地形是垂直壁，则完全反射回来。来自下游地形的反射波通过相同的机制再次被波纹片反射回来。这种连续的反射无限期地继续，导致复杂的相互作用模式，包括多次反射波的相长和相消干涉以及在地形上共振的更高模式内波之间的相互作用。在这里，我们表明，当达到稳定状态时，在补丁的能量分布的定性和定量的行为是补丁和下游地形之间的“距离”的强函数。结果，例如，在某些区域中，水柱中的局部能量密度可以仅仅基于下游地形的位置而变得大一个数量级。这可能导致在海洋的特定区域形成陡峭的波浪，导致破碎和增强混合。在适当的距离处，壁或第二补片也可能导致上游和下游波场上的海底起伏的痕迹完全消失。
2016-04-10 physics.flu-dyn
Equations for small amplitude shallow water waves over small bathymetric variations
本文推广 $abcd$-Boussinesq 系统以刻画二维变化地形上的小振幅浅水波，证明其与 Euler 方程一致、误差可控且可满足滑移壁边界，并通过基准测试验证其适用性。
2024-06-17 math.AP physics.flu-dyn
Surface waves over currents and uneven bottom
本文研究了水流和不均匀海底相互作用下水面波的传播问题。这种情况对于海浪来说是典型的，其中风在海洋的顶层产生电流。考虑到底部地形的作用，因为它也影响当地的波和电流模式。特定的缩放的变量被选择，这导致近似的Boussinesq和KdV类型。当初始条件为初始深度的单孤子解时，数值研究了随海底地形变化的变系数KdV方程。新孤子的出现是由于波与不平坦底部的相互作用。
2018-11-07 nlin.PS physics.flu-dyn
Water-channel study of flow and turbulence past a two-dimensional array of obstacles
在实验室中生成中性边界层，以分析模拟城市冠层的二维障碍物阵列内和上方的平均速度场和湍流场。考虑了不同的几何构型，以研究作为冠层展弦比（AR）的函数的流动的主要特性。为此，基本湍流参数的二维字段的总结给出了AR范围从1到2。结果表明，流场的强烈依赖于AR仅在峡谷内，而外部流似乎是不太敏感，这个参数。这是不正确的垂直动量通量，这是受AR影响最大的参数之一，在峡谷内外。实验还表明，当（即，撇去流状态）时，粗糙子层延伸到等于障碍物高度（H）的1.25倍的高度，由延伸到2.7 H的惯性子层覆盖。相比之下，对于（即尾流干扰状态），惯性子层不存在。当使用相似律推导冠层流中的风和湍流廓线时，这具有重要意义。此外，给出了两种湍流动能粘性耗散率的估计。第一个是基于波动应变率张量，而第二个是有关的平均应变率张量。结果表明，这两种表达式的结果相似，但前者更为复杂，后者可用于具有一定可靠性的数值模式。最后，所提供的数据也可以用作验证数值模型的数据集。
2016-01-04 physics.flu-dyn
Symmetries, conservation laws and difference schemes of the (1+2)-dimensional shallow water equations in Lagrangian coordinates
本文研究拉格朗日坐标下二维浅水方程的对称性与守恒律，构造了新的不变保守有限差分格式，其中部分格式具有质量和能量守恒律。
2020-12-08 physics.flu-dyn
Physics-Informed Video Diffusion For Shallow Water Equations
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU Munich)（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；Munich Center for Machine Learning (MCML)（慕尼黑机器学习中心）；Huawei Heisenberg Research Center（华为海森堡研究中心）；DLR-German Aerospace Center（德国航空航天中心）；University of Tromsø（特罗姆瑟大学）
本文提出一种结合物理约束的视频扩散框架，直接在生成过程中整合物理定律，实现同时预测物理状态和真实视频，提升生成视频的物理合理性和效率。
2026-02-24 cs.CE cs.GR physics.comp-ph
Nonlinear Wave-Currents interactions in shallow water
我们在这里研究存在涡量时长波的传播。在无旋框架中，Green-Naghdi方程（也称为Serre或完全非线性Boussinesq方程）是这种波传播的标准模型。这些方程将表面高程与垂直平均水平速度耦合，因此与垂直变量无关。在存在涡度的情况下，不能从涡度方程中去除对垂直变量的依赖性，但在[？]波的运动可以用扩展的格林-纳格迪系统来描述。在本文中，我们提出了这些方程的分析，并表明它们可以用来获得一些新的洞察波流相互作用。我们特别表明，孤立波可能有一个显着不同的行为中存在的涡度，并显示存在孤立波的最大振幅的峰值在其波峰，其角度取决于涡度。我们还展示了一些简单的数值验证。最后，我们给出了波流相互作用与非平凡涡量场和地形效应的一些例子。
2015-12-09 math.AP physics.flu-dyn
On a unified breaking onset threshold for gravity waves in deep and intermediate depth water
我们重温经典的，但尚未解决的问题，预测打破发病的二维和三维无旋重力水波。这项研究的重点领域与平坦的海底地形和条件范围从深到中等深度（深度波长比从1到0.2）。我们的计算基于一个完全非线性的边界元模型调查几何，运动学和能量的差异之间的最大经常性和边缘碎波聚焦波群。最陡的非破碎（最大经常性）波从轻微的碎波明显分开，其归一化的能量通量位于波峰区域附近。在表面上，这降低到能量通量速度（这里是流体速度）与演化组中最高波的波峰点速度的局部比率。这为在从深到中间的均匀水深中传播的2D和3D波包的破裂起始提供了鲁棒的阈值参数。发现在断裂事件之前的载波波周期的五分之一检测到即将断裂开始的警告。
2017-04-01 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Deep water wave cloaking using a multi-layered buoyant plate
重力加速度、海水密度和海床深度对势流区表面重力波的运动轨迹有很大影响。当重力加速度和水密度近似为常数时，水深对表面重力波的影响随水深的增加呈指数衰减。在浅水中，通过改变海底地形来使物体免受表面波的影响是可能的，然而，随着水深的增加，隐身变得具有挑战性，因为没有需要设计的物理参数，从而影响波的传播。为了建立一个全向圆柱形隐身装置有限深度/深水波，我们提出了一个多层弹性板，浮动在表面上的周围要隐形的圆柱。浮力弹性板由轴对称、均匀和各向同性的层制成，其提供可调节的自由度以影响波的传播。首先，我们发展了一种伪谱方法来有效地确定波的多层浮板的解决方案。接下来，我们优化的物理参数的浮力板（即弹性和质量的每一层）使用实数编码的进化算法，以最大限度地减少从对象的散射波的能量。我们表明，优化的斗篷减少散射波的能量高达99.2%的目标波数。我们还量化的波浪漂移力施加在结构上，并表明，浮力板减少了99.9%的作用力。
2022-04-08 physics.flu-dyn
Homoclinic-shedding in the steady forced water-wave problem
University of Birmingham（伯明翰大学）；University of East Anglia（东英吉利大学）
本文针对稳态受迫水波问题，通过分析fKdV模型精确解与不同地形上的欧拉系统数值解，揭示了超临界流下含同宿脱落现象的非平凡分岔结构，解答了流速进入超临界区及地形衰减率对解结构的影响问题。
2026-09-07 physics.flu-dyn
Free surface topography of capillary flows using spatiotemporal phase shifting profilometry
本研究提出一种基于时空相移轮廓术（ST-PSP）的实验技术，用于表征倾斜表面上毛细流动的自由表面形貌，涵盖液滴、细流等多种状态，并验证了该方法在获取精确高度图方面的有效性。
2025-08-11 physics.flu-dyn physics.optics
Analogue White Hole Horizon and its Impact on Sediment Transport
出于模拟重力的想法，我们已经在水槽中进行了实验，其中模拟白洞地平线生成，在波阻挡区域的形式，通过适当调整均匀的流体（水）流和反向传播的浅水波。我们证实了早期的实验观察，找到一个特定的放电波以上的波被有效地阻止超出地平线的临界波频率。引入一个底部波浪形式的障碍物，以产生一个尖锐的阻塞区。所有以前的研究人员使用这个障碍。我们实验的一个新颖部分是我们没有引入障碍物，并发现波阻挡仍然发生，尽管是在一个更扩散的区域。最后，将固定的底波障碍物换成可移动的沙床，研究了沙床的输沙特性以及层位或阻波现象对泥沙剖面的影响。我们在波纹图案中发现了波阻带的特征。
2015-05-26 gr-qc hep-th physics.flu-dyn
Irrotational, two-dimensional Surface waves in fluids
在速度势/流函数坐标系中导出了无旋不可压缩流体表面波动方程。这些波的低频浅水近似推导出一个变化的底部地形。最重要的是，保守的标准表面波推导出，重要的是这些波的量化和它们的使用模拟模型的黑洞。
2012-05-30 gr-qc physics.flu-dyn
Equilibrium statistical mechanics and energy partition for the shallow water model
本文的目的是利用大偏差理论计算浅水系统微正则测度的宏观态熵。这种全统计力学计算的主要预测是大尺度涡旋流和与惯性-重力波有关的小尺度波动之间的能量分配。为此，我们引入了连续浅水系统的离散化模型，并计算相应的统计平衡。我们证明了离散模型在连续极限下的微正则平衡态就是实际浅水系统的平衡态。我们表明，小尺度波动的存在下，选择一个子类的平衡状态，以前计算的现象学方法，忽略了这种波动。在弱高度涨落的限制下，平衡态可以解释为两个热接触的子系统：一个子系统对应于大尺度的涡旋流，另一个子系统对应于小尺度的高度和速度涨落。结果表明，无论是一个非零的环流或旋转和底部地形需要维持一个非零的大尺度流在平衡。显式计算的平衡和它们的能量分配的准地转极限的能量涡度拟能集合。小尺度耗散和冲击的可能作用进行了讨论。一个地球物理应用Zapiola反气旋。
2016-03-24 cond-mat.stat-mech physics.ao-ph physics.flu-dyn
On stratification, barotropic tides, and secular changes in surface tidal elevations: Two-layer analytical model
在这项研究中，在两层解析模式的分层对表面潮汐高程的影响进行了检查。该模式假设线性化，非旋转，浅水动力学在一维天文强迫，并允许任意地形。使用自然模态分离，大尺度（正压）和小尺度（斜压）组件的表面潮汐高程显示出显着的分层的影响。地形和盆地边界对正压固体潮层结的敏感性有显著影响。因此，本文提供了一个框架，以了解层结的存在如何影响正压和斜压潮汐，以及如何气候扰动海洋层结有助于长期变化的潮汐。从现实的域全球数值两层潮汐模式的结果进行了简要的检查，发现是定性一致的解析模式的结果。
2014-07-02 physics.ao-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Novel Approximation of the Modified Mild Slope Equation
本文推导了一个大幅简化的修正缓坡方程替代版本，该版本保留了原方程关键特征且与线性浅水方程相似，验证表明其能在广泛波数和地形范围内准确复现原方程预测结果。
2025-06-09 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Mode mixing in sub- and trans-critical flows over an obstacle: When should Hawking's predictions be recovered?
我们重新研究了浅水波的散射系数阻止了一个固定的逆流障碍物。通过考虑一系列的背景流，我们表明，最相关的参数是$F_{\rm max}$，流速的比值的最大值的低频波的速度。对于亚临界流，即，$F_{\rm max} < 1$，没有类似的Killing视界，模式放大被强烈抑制。相反，当$F_{\rm max} \gtrsim 1.1$时，放大在低频增强，并且频谱紧密地遵循霍金的预测。我们进一步研究亚临界流接近温哥华实验中使用的。我们的数值分析表明，他们观察到的“模式转换的热性质”是由于上游侧的相对陡峭的斜坡和狭窄的障碍。
2015-08-09 gr-qc physics.flu-dyn
Crawling beneath the free surface: Water snail locomotion
陆地蜗牛通过粘性运动进行移动。通过肌肉收缩和足部扩张，它们将剪切应力波通过一层薄薄的粘液传递到固体基底上。由于自由表面不能支持剪切应力，粘附运动是不是一个可行的推进机制的水蜗牛旅行下的自由表面倒置。然而，淡水蜗牛Sorbeoconcha physidae的运动让人想起它的陆地同行，由蜗牛脚的波动产生，蜗牛脚与自由表面被一层薄薄的粘液隔开。在这里，一个润滑模型被用来描述在小幅度的界面变形的限制下的粘液流。通过假设蜗牛脚的形状是一个行波正弦波和粘液是牛顿的，得到的接口形状的演化方程和蜗牛上的所得推进力计算。这个推进力被发现是非零的毛细管数的中等值，但在高和低毛细管数的限制消失。在物理上，这种力的产生是因为蜗牛的脚使自由表面变形，从而在耦合到脚的形貌的粘液层内产生曲率压力和润滑流动。
2008-06-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
