Flujo rotacional sobre obstáculos para la ecuación forzada de Korteweg-de Vries
DOI:
https://doi.org/10.17268/sel.mat.2021.01.12Palabras clave:
Ondas de gravedad, Ondas solitarias, Ecuación de KdV, Flujo cizalladoResumen
En este trabajo investigamos ondas rotacionales provocadas resonantemente por un obstáculo sumergido en un canal cizallado de aguas poco profundas con vorticidad constante. En el régimen débilmente no lineal y el débilmente dispersivo, el problema se formula desde la ecuación forzada de Korteweg-de Vries. Calculamos numéricamente la solución del problema de valor inicial para esta ecuación usando un método pseudoespectral de Fourier con factor de integración. La superficie del agua se toma inicialmente en reposo, y una vez que la corriente es liberada, ondas se generan inmediatamente en la superficie libre. Identificamos los principales efectos de la corriente variable en las ondas generadas como, por ejemplo, ondas solitarias rotacionales que se propagan río arriba y ondas con crestas agudas.
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.
Ermakov E, Stepanyants Y. Soliton interaction with external forcing within the Korteweg-de Vries equation. Chaos. 2019; 29:1-14. DOI: 10.1063/1.5063561.
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.
Grimshaw R, Smyth N. Resonant flow of a stratified fluid over topography in water of finite depth. J. Fluid Mech. 1986; 169:235-276. DOI: 10.1017/S002211208600071X.
Grimshaw R, Pelinovsky E, Tian X. Interaction of a solitary wave with an external force. Physica D. 1994; 77:405-433. DOI:
1002/sapm1996973235.
Johnson RS, Freeman NC. Shallow water waves on shear flows. J. Fluid Mech. 1970; 42:401-409. DOI:10.1017/S0022112070001349.
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.
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.
Wu DM, Wu TY. Three-dimensional nonlinear long waves due to moving surface pressure. In: Proc. 14th. Symp. on Naval Hydrodynamics. 1982; Washington, DC. Nat. Acad. Sci., 1982; pp103-125.
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