Acoustic drift: generando helicidad y transfiriendo energía
Autores: Morgulis, Andrey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Acoustic drift: generando helicidad y transfiriendo energía
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Deriva de Stokes
Velocidad euleriana
Flujos oscilantes
Corriente constante
Energía
Helicidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo estudia las propiedades generales del campo de deriva de Stokes. Este nombre se usa comúnmente para la corrección agregada a la velocidad Euleriana media para describir el transporte promediado de las partículas de material por los flujos de fluido oscilantes. La deriva de Stokes es ampliamente conocida principalmente en relación con otra característica de los flujos oscilantes conocida como corriente estacionaria, que ha sido y sigue siendo el foco de una multitud de estudios. Sin embargo, casi no se sabe nada sobre la deriva de Stokes en general, por ejemplo, sobre su energía o helicidad (invariante de Hopf). Abordamos estas cantidades para la deriva acústica impulsada por ondas de sonido simples con espectros finitos discretos de Fourier. Los resultados descubren que la energía media de deriva está parcialmente localizada en un cierto conjunto resonante, que hemos descrito explícitamente. Además, la helicidad media de deriva resulta estar completamente localizada en el mismo conjunto. También presentamos varios ejemplos simples para descubrir el efecto del espectro de potencia y la posición de los átomos espectrales. Se revela que ajustarlos puede cambiar drásticamente tanto las energías resonantes como no resonantes, anular la helicidad o incluso aumentarla indefinidamente.
Descripción
Este artículo estudia las propiedades generales del campo de deriva de Stokes. Este nombre se usa comúnmente para la corrección agregada a la velocidad Euleriana media para describir el transporte promediado de las partículas de material por los flujos de fluido oscilantes. La deriva de Stokes es ampliamente conocida principalmente en relación con otra característica de los flujos oscilantes conocida como corriente estacionaria, que ha sido y sigue siendo el foco de una multitud de estudios. Sin embargo, casi no se sabe nada sobre la deriva de Stokes en general, por ejemplo, sobre su energía o helicidad (invariante de Hopf). Abordamos estas cantidades para la deriva acústica impulsada por ondas de sonido simples con espectros finitos discretos de Fourier. Los resultados descubren que la energía media de deriva está parcialmente localizada en un cierto conjunto resonante, que hemos descrito explícitamente. Además, la helicidad media de deriva resulta estar completamente localizada en el mismo conjunto. También presentamos varios ejemplos simples para descubrir el efecto del espectro de potencia y la posición de los átomos espectrales. Se revela que ajustarlos puede cambiar drásticamente tanto las energías resonantes como no resonantes, anular la helicidad o incluso aumentarla indefinidamente.