Поверхностные волны на воде при наличии неоднородностей

Abstract

Представлены три типа эволюционных уравнений, описывающих распространение уединенных волн в жидкости конечной глубины. Уравнения обобщают известные ранее результаты на случаи переменной глубины, подвижной донной поверхности и генерации волн в течении при наличии локальной неоднородности. Вывод уравнений основан на применении асимптотического анализа, характеризуемого большим объемом работы. Обсуждаются некоторые эффекты, предсказываемые приведенными моделями. Показано расширение области применимости первой модели путем сравнения с известными экспериментальными и численными результатами. Вторая модель характеризует влияние упругого подвижного дна на распространение волн. Третья модель приводит к нагруженному уравнению Кортевега - де Вриза и обнаруживает быструю и медленную волновые моды при течении жидкости над локальной неоднородностью в двухслойной жидкости.

Представлені три типи еволюційних рівнянь, які описують розповсюдження відокремлених хвиль у рідині кінцевої глибини. Рівняння узагальнюють раніше відомі результати на випадки змінної глибини, рухливої донної поверхні та генерації хвиль у потоці при наявності локальної неоднорідності. Вивід рівнянь заснований на застосуванні асимптотичного аналізу,що характеризується великим обсягом роботи.Обговорюються деякі ефекти, що були прогнозовані наведеними моделями. Показано розширення області застосовності першої моделі порівнянням з відомими експериментальними і чисельними результатами. Друга модель характеризує вплив пружного рухливого дна на розповсюдження хвиль. Третя модель приводить до навантаженого рівнянню Кортевега - де Вріза та виявляє швидку та повільну хвильові моди при потоці рідини над локальною неоднорідністю у двошаровій рідині.

Three types of evolution equations describing solitary waves in the finite depth fluid are presented. The equations generalize earlier known results to cases of variable depth, exciting bottom surface and wave generation in flow in the presence of a local inhomogeneity. Derivation of equations is based on application of asymptotic analysis characterizing big work. Some effects predicted presented models are discussed. Extension of field application the first model is shown by comparison with known experimental and numerical results. The second model characterizes the effect of excitable elastic bottom on wave propagation. The third model leads to the forced Korteweg-de Vries equation and discovers the fast and slow wave modes at fluid flow over a local inhomogeneity in two-layer fluid.