Inestabilidad de Modulación de Ondas Hidroelásticas Sopladas por un Viento con un Perfil Vertical Uniforme
Autores: Boral, Susam; Sahoo, Trilochan; Stepanyants, Yury
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Inestabilidad de Modulación de Ondas Hidroelásticas Sopladas por un Viento con un Perfil Vertical Uniforme
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fenómeno
Película de hielo
Olas
Viento
Olas hidrolásticas
Inestabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se observó recientemente un fenómeno físico interesante cuando una cuenca de agua dulce está cubierta por una delgada película de hielo que tiene propiedades similares a las de una membrana de goma. Se pueden generar ondas de superficie bajo la acción del viento en la interfaz aire-agua que contiene una película de hielo. Aquí se estudia la propiedad de modulación de las ondas hidroelásticas (HEWs) en aguas profundas cubiertas por una delgada película de hielo soplada por el viento con un perfil vertical uniforme en términos de la velocidad del flujo de aire frente al número de onda. La inestabilidad de modulación de las HEWs se estudia a través del análisis de los coeficientes de la ecuación de Schrödinger no lineal (NLS) con la ayuda del criterio de Lighthill. La ecuación NLS se deriva utilizando el método de múltiples escalas en presencia de flujo de aire. Se demuestra que las ondas hidroelásticas potencialmente inestables con energía negativa aparecen para velocidades de viento relativamente bajas, mientras que la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz surge cuando la velocidad del viento se vuelve bastante fuerte. Se dan estimaciones de los parámetros de las ondas moduladas para las condiciones típicas.
Descripción
Se observó recientemente un fenómeno físico interesante cuando una cuenca de agua dulce está cubierta por una delgada película de hielo que tiene propiedades similares a las de una membrana de goma. Se pueden generar ondas de superficie bajo la acción del viento en la interfaz aire-agua que contiene una película de hielo. Aquí se estudia la propiedad de modulación de las ondas hidroelásticas (HEWs) en aguas profundas cubiertas por una delgada película de hielo soplada por el viento con un perfil vertical uniforme en términos de la velocidad del flujo de aire frente al número de onda. La inestabilidad de modulación de las HEWs se estudia a través del análisis de los coeficientes de la ecuación de Schrödinger no lineal (NLS) con la ayuda del criterio de Lighthill. La ecuación NLS se deriva utilizando el método de múltiples escalas en presencia de flujo de aire. Se demuestra que las ondas hidroelásticas potencialmente inestables con energía negativa aparecen para velocidades de viento relativamente bajas, mientras que la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz surge cuando la velocidad del viento se vuelve bastante fuerte. Se dan estimaciones de los parámetros de las ondas moduladas para las condiciones típicas.