Свойства потенциальных нелинейных поверхностных волн Ламберта


Просмотр статьи
PDF, 729,0 КБ

Properties of potential nonlinear Lambert surface waves

The paper explores potential surface gravity waves in an ideal fluid described by Lam-bert W functions. The shape of the undisturbed free surface is examined, depending on the magnitude of the wave. Characteristics of the deformed surface are derived. The influence of the wave amplitude on the dispersion characteristics, as well as on the group and phase velocities, is investigated.

Lambert W-function, potential flow, surface waves, nonlinear waves, ideal liquid, wave characteristics.

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.25.4.1117


Том 25, выпуск 4, 2024 год



В работе исследуются потенциальные поверхностные гравитационные нелинейные волны в идеальной жидкости, описываемые W-функциями Ламберта. Анализируется форма свободной поверхности в зависимости от амплитуды волны. Получены характеристики формы возмущенной поверхности. Исследовано влияние амплитуды волны на дисперсионные характеристики, а также на групповую и фазовую скорости.

W-функция Ламберта, потенциальное течение, поверхностные волны, нелинейные волны, идеальная жидкость, характеристики волн.

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.25.4.1117


Том 25, выпуск 4, 2024 год



1. Stokes G.G. On the theory of oscillatory waves // Trans. Cam. Philos. Soc. 1847. V. 8. P. 441-455.
2. Gerstner F.J. Theorie de wellen, // Abh. d. K. bohm Ges. Wiss. reprinted in Ann der Physik. 1802. V. 32. P. 412-440.
3. Rankine W.J.M. On the exact form of waves near the surface of deep water // Phil. Trans. R. Soc. 1863. V. 153. P. 127-138.
4. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны М : Мир. – 1977
5. Зейтунян Р. Х. Нелинейные длинные волны на поверхности воды и солитоны // Успехи физических наук. 1995. Т. 165. №. 12. С. 1403-1456.
6. Тлявлин Р. М. Оценка технического состояния волногасящих сооружений инженерной защиты земляного полотна от волнового воздействия // Известия Петербургского уни-верситета путей сообщения. – 2020. – Т. 17. – №. 2. – С. 198-209.
7. Walker L. R. Interfacial solitary waves in a two‐fluid medium // The Physics of Fluids. 1973. V. 16. No. 11. P. 1796-1804.
8. Leimeister M., Kolios A., Collu M. Critical review of floating support structures for offshore wind farm deployment // Journal of physics: Conference series. 2018. V. 1104. No. 1. P. 012007.
9. Windt C. et al. On the assessment of numerical wave makers in CFD simulations // Journal of Marine Science and Engineering. 2019. V. 7. No. 2. P. 47.
10. Bishop R. E. D., Price W. G. Hydroelasticity of ships. Cambridge University Press, 1979.
11. Newman J. N. Wave effects on deformable bodies // Applied ocean research. 1994. V. 16. No. 1. P. 47-59.
12. Ionescu-Kruse D. On the particle paths and the stagnation points in small-amplitude deep-water waves // Journal of Mathematical Fluid Mechanics. 2013. V. 15. P. 41-54.
13. Чашечкин Ю. Д., Очиров А. А., Лапшина К. Ю. Поверхностные волны вдоль границы раздела устойчиво стратифицированных жидких сред//Физико-химическая кинетика в га-зовой динамике. 2022. Т.23, вып. 6. http://chemphys.edu.ru/issues/2022-23-6/articles/1028/
14. Chang H. K., Chen Y. Y., Liou J. C. Particle trajectories of nonlinear gravity waves in deep water // Ocean engineering. 2009. V. 36. No. 5. P. 324-329.
15. Falnes J. A review of wave-energy extraction // Marine structures. 2007. V. 20. No. 4. P. 185-201.
16. Очиров А. А., Лапшина К. Ю. Особенности волнового массопереноса в стратифициро-ванных невязких океане и атмосфере // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2023. Т.24, вып. 6. http://chemphys.edu.ru/issues/2023-24-6/articles/1081/
17. Röhrs J. et al. Wave‐induced transport and vertical mixing of pelagic eggs and larvae //Limnology and oceanography. 2014. V. 59. No. 4. P. 1213-1227.
18. Isobe A. et al. Selective transport of microplastics and mesoplastics by drifting in coastal wa-ters //Marine pollution bulletin. 2014. V. 89. No. 1-2. P. 324-330.
19. Mezo I. The Lambert W function: its generalizations and applications. Chapman and Hall/CRC, 2022.
20. Veberič D. Lambert W function for applications in physics // Computer Physics Communica-tions. 2012. V. 183. No. 12. P. 2622-2628.
21. Kistovich A. V., Chashechkin Y. D. Propagating stationary surface potential waves in a deep ideal fluid // Water Resources. 2018. V. 45. P. 719-727.