Density and surface tension effects on vortex stability. Part 1. Curvature instability
Density and surface tension effects on vortex stability. Part 1. Curvature instability
复制标题
密度和表面张力对涡流稳定性的影响。
DOI：
10.1017/jfm.2020.845
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Llewellyn Smith, Stefan G.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chang, Ching;Llewellyn Smith, Stefan G.
薄涡环的曲率不稳定性是Hattori&Fukumoto(Phys.《流体》，第15卷，2003年，第3151-3163页)。使用正常模式的全波长分析随后在Fukumoto&Hattori(《流体机械》杂志，第526卷，2005年，第77-115页)中进行。本文将这些结果推广到表面张力作用下涡核内外密度不同的情况。根据方位波数的两个Kelvin波之间的共振给出的色散关系，计算了最大增长率和不稳定性半带宽。结果表明，在密度和表面张力的作用下，涡环对共振波不稳定。在小的轴向波数范围内，主模的曲率不稳定性随着密度的变化而增强，而短波长的渐近线接近于恒定密度的情况。表面张力的影响微乎其微。还考察了非主模的增长率，其中长波是最不稳定的。
The curvature instability of thin vortex rings is a parametric instability discovered from short-wavelength analysis by Hattori & Fukumoto (Phys. Fluids, vol. 15, 2003, pp. 3151–3163). A full-wavelength analysis using normal modes then followed in Fukumoto & Hattori (J. Fluid Mech., vol. 526, 2005, pp. 77–115). The present work extends these results to the case with different densities inside and outside the vortex core in the presence of surface tension. The maximum growth rate and the instability half-bandwidth are calculated from the dispersion relation given by the resonance between two Kelvin waves of is the azimuthal wavenumber. The result shows that vortex rings are unstable to resonant waves in the presence of density and surface tension. The curvature instability for the principal modes is enhanced by density variations in the small axial wavenumber regime, while the asymptote for short wavelengths is close to the constant density case. The effect of surface tension is marginal. The growth rates of non-principal modes are also examined, and long waves are most unstable.
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DOI：
10.1098/rspa.1975.0183
发表时间：
1975-11
期刊：
Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences
影响因子：
--
作者：
D. W. Moore;P. Saffman
通讯作者：
D. W. Moore;P. Saffman
自由落体时一种流体在另一种流体中的涡环
DOI：
--
发表时间：
1992
期刊：
影响因子：
--
作者：
Nicholas R. Baumann;D. Joseph;P. Mohr;Y. Renardy
通讯作者：
Y. Renardy
负能量波在平行流某些不稳定性中的作用
影响因子：
3.7
作者：
R. A. Cairns
通讯作者：
R. A. Cairns
影响因子：
4.6
作者：
F. Waleffe
通讯作者：
F. Waleffe
弯曲巴彻勒涡旋的椭圆不稳定性
影响因子：
3.7
作者：
F. J. Blanco;S. Le Dizès
通讯作者：
S. Le Dizès