Evolución de las Olas de Agua Poco Profundas Generadas por el Viento en el Marco de una Ecuación de Kadomtsev-Petviashvili Modificada
Autores: Maleewong, Montri; Grimshaw, Roger
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evolución de las Olas de Agua Poco Profundas Generadas por el Viento en el Marco de una Ecuación de Kadomtsev-Petviashvili Modificada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Korteweg-de vries modificado
Paquetes de ondas
Inestabilidad de nivel crítico
Gas de solitones
Ecuación de kadomtsev-petviashvili
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En un artículo reciente, denotado como MG24 en este texto, utilizamos una ecuación de Korteweg-de Vries (KdV) modificada para describir la evolución de paquetes de ondas de agua impulsadas por el viento en aguas poco profundas. Las modificaciones fueron varios términos de forzamiento/fricción que describen el crecimiento de ondas debido a la inestabilidad de nivel crítico en el aire, la decadencia de ondas debido a la fricción laminar en el agua en la interfaz aire-agua, el crecimiento de ondas debido al estrés de ondas turbulentas en el aire cerca de la interfaz, y la decadencia de ondas debido a una capa límite turbulenta en el fondo. El resultado fue una ecuación tipo KdV-Burgers que puede ser un modelo estable o inestable dependiendo de los parámetros de forzamiento/fricción. En la mayoría de los casos que examinamos, se generan muchas ondas solitarias, lo que sugiere la formación de un gas de solitones. En este artículo, extendemos ese modelo en la dirección horizontal transversal al forzamiento del viento para producir una ecuación de Kadomtsev-Petviashvili (KPII para ondas de agua en ausencia de tensión superficial) igualmente modificada. Se describe una teoría de modulación para las soluciones de ondas cnoidales y solitarias de la ecuación KP no forzada, centrándose en los términos de forzamiento/fricción y la dependencia transversal. Luego, utilizando condiciones iniciales similares a las utilizadas en MG24, es decir, una onda sinusoidal con un envolvente que varía lentamente, pero complementada aquí con un término sinusoidal transversal, encontramos a través de simulaciones numéricas que el campo de radiación aguas arriba se ve realzado, pero que un gas de solitones aún emerge aguas abajo como en MG24.
Descripción
En un artículo reciente, denotado como MG24 en este texto, utilizamos una ecuación de Korteweg-de Vries (KdV) modificada para describir la evolución de paquetes de ondas de agua impulsadas por el viento en aguas poco profundas. Las modificaciones fueron varios términos de forzamiento/fricción que describen el crecimiento de ondas debido a la inestabilidad de nivel crítico en el aire, la decadencia de ondas debido a la fricción laminar en el agua en la interfaz aire-agua, el crecimiento de ondas debido al estrés de ondas turbulentas en el aire cerca de la interfaz, y la decadencia de ondas debido a una capa límite turbulenta en el fondo. El resultado fue una ecuación tipo KdV-Burgers que puede ser un modelo estable o inestable dependiendo de los parámetros de forzamiento/fricción. En la mayoría de los casos que examinamos, se generan muchas ondas solitarias, lo que sugiere la formación de un gas de solitones. En este artículo, extendemos ese modelo en la dirección horizontal transversal al forzamiento del viento para producir una ecuación de Kadomtsev-Petviashvili (KPII para ondas de agua en ausencia de tensión superficial) igualmente modificada. Se describe una teoría de modulación para las soluciones de ondas cnoidales y solitarias de la ecuación KP no forzada, centrándose en los términos de forzamiento/fricción y la dependencia transversal. Luego, utilizando condiciones iniciales similares a las utilizadas en MG24, es decir, una onda sinusoidal con un envolvente que varía lentamente, pero complementada aquí con un término sinusoidal transversal, encontramos a través de simulaciones numéricas que el campo de radiación aguas arriba se ve realzado, pero que un gas de solitones aún emerge aguas abajo como en MG24.