Ondas rotacionales de gravedad-capilaridad generadas por el paso de una perturbación

Autores/as

  • Marcelo Flamarion ufrpe

DOI:

https://doi.org/10.17268/sel.mat.2021.02.02

Palabras clave:

Ondas acústicas, ondas de gravedad-capilaridad, ecuaciones de Euler, representación conforme.

Resumen

Se estudian ondas no lineales de gravedad-capilaridad generadas por el paso de una distribución de presión sobre un canal cizallado con vorticidad constante. El problema es modelado usando las ecuaciones de Euler. La parte harmónica del campo de velocidades es formulada en un dominio canónico a través de la representación conforme, que aplana el dominio del fluido en una franja. El número de Froude es considerado casi crítico y el número de Bond crítico. El efecto de la vorticidad cambia radicalmente el patrón de las ondas generadas para tiempos largos. Adicionalmente, dependiendo da la intensidad de la vorticidad, las soluciones pueden tornarse más suaves y con pequeñas amplitudes.

Citas

Akylas TR. On the excitation of long nonlinear water waves by a moving pressure distributions. J Fluid Mech. 1984; 141:455-466. DOI: 10.1017/S0022112084000926.

Baines P. Topographic effects in stratified flows. Cambridge: Cambridge University Press; 1995.

Johnson RS. Models for the formation of a critical layer in water wave propagation. Phil Trans R Soc A. 2012; 370:1638-1660. DOI: 10.1098/rsta.2011.0456.

Dyachenko AL, Zakharov VE, Kuznetsov EA. Nonlinear dynamics of the free surface of an ideal fluid. Plasma Phys. 1996; 22:916-928.

Falcon E, Laroche C, Fauve S. Observation of depression solitary surface waves on a thin fluid layer Phys Rev Lett. 2002;89:204501-1-204501-4.

Flamarion MV, Ribeiro-Jr R. An iterative method to compute conformal mappings and their inverses in the context of water waves over topographies Int J Numer Meth Fl. 2021; 93(11):3304-3311. DOI: 10.1002/fld.5030.

Flamarion MV, Milewski PA, Nachbin A. Rotational waves generated by current-topography interaction. Stud Appl Math. 2019; 142: 433-464. DOI: 10.1111/sapm.12253.

Flamarion MV. Rotational flows over obstacles in the forced Korteweg-de Vries framework. Selecciones Matematicas. 2021; 8(1):125-130. DOI: 10.17268/sel.mat.2021.01.12.

Flamarion MV, Ribeiro-Jr R. Gravity-capillary flows over obstacles for the fifth-order forced Korteweg-de Vries equation. J. Eng Math. 2021; 129:17. DOI: 10.1007/s10665-021-10153-z.

Fracius M, Hsu HC. Kharif C, Montalvo P. Gravity-capillary waves in finite depth on flows of constant vorticity. Proc R Soc Lond A. 2016; 472:20160363.

Grimshaw R, Maleewong M. Stability of steady gravity waves generated by a moving localized pressure disturbance in water of finite depth. Phys Fluids. 2013:25:076605. DOI: 10.1063/1.4812285.

Hanazaki H, Hirata M, Okino S. Radiation of short waves from the resonantly excited capillary-gravity waves. J. Fluid Mech. 2010;810: 5-24. DOI: 10.1017/jfm.2016.702

Milewski, PA, Vanden-Broeck JM. Time dependent gravity-capillary flows past an obstacle Wave Motion. 1999; 29:63-79.

Milewski PA. The Forced Korteweg-de Vries equation as a model for waves generated by topography. CUBO A mathematical Journal. 2004; 6:33-51.

Pratt LJ. On nonlinear flow with multiple obstructions. J Atmos Sci. 1984; 41:1214-1225. DOI: 10.1175/1520-0469.

Trefethen LN. Spectral Methods in MATLAB. Philadelphia: SIAM; 2001.

Wu TY. Generation of upstream advancing solitons by moving disturbances. J. Fluid Mech. 1987; 184: 75-99. DOI:10.1017/S0022112087002817.

Descargas

Publicado

2021-12-27

Cómo citar

Flamarion, M. (2021). Ondas rotacionales de gravedad-capilaridad generadas por el paso de una perturbación. Selecciones Matemáticas, 8(02), 228-234. https://doi.org/10.17268/sel.mat.2021.02.02