Conjunto de ecuaciones generalizadas de Zakharov-Kuznetsov acopladas fraccionarias de tiempo-espacio para ondas solitarias de Rossby en fluidos de dos capas
Autores: Fu, Lei; Chen, Yaodeng; Yang, Hongwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Conjunto de ecuaciones generalizadas de Zakharov-Kuznetsov acopladas fraccionarias de tiempo-espacio para ondas solitarias de Rossby en fluidos de dos capas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo teórico
Ondas de Rossby
Fluidos de dos capas
Ecuación de vórtice cuasi-geostrófica
Propagación
Interacción
Análisis multi-escala
Método de turbulencia
Ecuaciones generalizadas de Zakharov-Kuznetsov
Modelo de orden fraccional
Soluciones de grupo
Licencia
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En este trabajo, se estudia el modelo teórico de ondas de Rossby en fluidos de dos capas. Se utiliza una sola ecuación de vórtice cuasi-geostrófico para derivar varios modelos de ondas de Rossby en un fluido de una capa en investigaciones anteriores. Para explorar la propagación e interacción de ondas de Rossby en fluidos de dos capas, a partir de las ecuaciones clásicas de vórtice cuasi-geostrófico, mediante el empleo del análisis multiescala y el método de turbulencia, se derivó un nuevo conjunto de ecuaciones acopladas (2+1)-dimensionales, denominado conjunto de ecuaciones generalizadas de Zakharov-Kuznetsov (gZK). El conjunto de ecuaciones gZK es una extensión de una sola ecuación ZK; pueden describir dos tipos de interacción de ondas débilmente no lineales mediante múltiples términos de acoplamiento. Luego, por primera vez, basándose en el método seminverso y el método variacional, se deriva con éxito un nuevo modelo de orden fraccional que es el conjunto de ecuaciones acopladas de gZK fraccionarias en tiempo-espacio, que es muy diferente de una sola ecuación fraccional. Finalmente, se obtienen soluciones de grupo de las ecuaciones acopladas de gZK fraccionarias en tiempo-espacio con la ayuda del método de expansión -mejorado.
Descripción
En este trabajo, se estudia el modelo teórico de ondas de Rossby en fluidos de dos capas. Se utiliza una sola ecuación de vórtice cuasi-geostrófico para derivar varios modelos de ondas de Rossby en un fluido de una capa en investigaciones anteriores. Para explorar la propagación e interacción de ondas de Rossby en fluidos de dos capas, a partir de las ecuaciones clásicas de vórtice cuasi-geostrófico, mediante el empleo del análisis multiescala y el método de turbulencia, se derivó un nuevo conjunto de ecuaciones acopladas (2+1)-dimensionales, denominado conjunto de ecuaciones generalizadas de Zakharov-Kuznetsov (gZK). El conjunto de ecuaciones gZK es una extensión de una sola ecuación ZK; pueden describir dos tipos de interacción de ondas débilmente no lineales mediante múltiples términos de acoplamiento. Luego, por primera vez, basándose en el método seminverso y el método variacional, se deriva con éxito un nuevo modelo de orden fraccional que es el conjunto de ecuaciones acopladas de gZK fraccionarias en tiempo-espacio, que es muy diferente de una sola ecuación fraccional. Finalmente, se obtienen soluciones de grupo de las ecuaciones acopladas de gZK fraccionarias en tiempo-espacio con la ayuda del método de expansión -mejorado.