ЛИНЕЙНЫЙ МЕХАНИЗМ ГЕНЕРАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В ТЕЧЕНИИ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ СДВИГОМ
Калашник М.В.

Поступила в редакцию: 14 Июня 2007

PACS: 47.35.-i, 47.20.Ft, 42.15.-i

DJVU (148.3K)

PDF (344.3K)

Исследован линейный механизм генерации поверхностных гравитационных волн, связанный с наличием течения с постоянным горизонтальным сдвигом скорости в слое жидкости со свободной поверхностью. Установлено, что в присутствии свободной поверхности такое течение гидродинамически неустойчиво, причем неустойчивость носит алгебраический характер. Развитие неустойчивости приводит к образованию на поверхности жидкости гравитационных волн, амплитуда которых нарастает по степенному закону. Для изучения неустойчивости использован немодальный подход, основанный на рассмотрении поведения отдельной пространственной фурье-гармоники возмущения в полулагранжевой (движущейся вместе с потоком) системе координат. Проведено разделение возмущений в сдвиговом потоке на два класса (волновые и вихревые) по значению потенциальной завихренности. Показано, что при слабых сдвигах с течением времени вихревые возмущения затухают, а энергия волновых возмущений неограниченно растет. Описан эффект трансформации вихревых возмущений в волновые при сильных сдвигах.