Wave breaking and jet formation on axisymmetric surface gravity waves
Wave breaking and jet formation on axisymmetric surface gravity waves
复制标题
轴对称表面重力波的破波和射流形成
DOI：
10.1017/jfm.2021.1023
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发表时间：
2022
影响因子：
3.7
通讯作者：
McAllister M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McAllister M
轴对称驻波发生在大范围的自由表面流动中。当这些波达到临界高度（陡度）时，就会发生破波和射流形成。对于行走的表面重力波，破波通常被认为是限制波高和可逆波运动。在海洋中，定向传播波的行为介于纯粹传播（二维）和轴对称（三维）的极限之间。因此，了解轴对称表面重力波的破波和射流形成是理解海洋极端波和破波的重要一步。我们研究了一个轴对称波破裂和射流形成的例子，俗称“尖峰波”，它是在英国爱丁堡大学的FloWave圆形波槽中创建的。我们产生的这个尖峰波的最大波峰幅度为0.15-6.0 m（通过特征半径无量纲化时为0.024-0.98），波峰幅度大于1.0 m（无量纲化时为0.16）时发生破波。与二维行波不同，波浪破碎并不限制最大波峰振幅，我们的测量结果大致遵循Ghabache等人提出的射流高度尺度。， vol. 761, 2014, pp. 206-219)。脉冲波主要是由线性色散聚焦产生的。一个槽形成，然后坍塌，产生一个射流，射流对槽的形状很敏感。由Longuet-Higgins （J.流体力学）提出的双曲射流模型很好地预测了我们实验中形成的射流的演变。， vol. 127, 1983, pp. 103-121)，以前应用于在气泡上形成的射流。
Axisymmetric standing waves occur across a wide range of free surface flows. When these waves reach a critical height (steepness), wave breaking and jet formation occur. For travelling surface gravity waves, wave breaking is generally considered to limit wave height and reversible wave motion. In the ocean, the behaviour of directionally spread waves lies between the limits of purely travelling (two dimensions) and axisymmetric (three dimensions). Hence, understanding wave breaking and jet formation on axisymmetric surface gravity waves is an important step in understanding extreme and breaking waves in the ocean. We examine an example of axisymmetric wave breaking and jet formation colloquially known as the ‘spike wave’, created in the FloWave circular wave tank at the University of Edinburgh, UK. We generate this spike wave with maximum crest amplitudes of 0.15–6.0 m (0.024–0.98 when made non-dimensional by characteristic radius), with wave breaking occurring for crest amplitudes greater than 1.0 m (0.16 non-dimensionalised). Unlike two-dimensional travelling waves, wave breaking does not limit maximum crest amplitude, and our measurements approximately follow the jet height scaling proposed by Ghabache et al. (J. Fluid Mech., vol. 761, 2014, pp. 206–219) for cavity collapse. The spike wave is predominantly created by linear dispersive focusing. A trough forms, then collapses producing a jet, which is sensitive to the trough's shape. The evolution of the jets that form in our experiments is predicted well by the hyperbolic jet model proposed by Longuet–Higgins (J. Fluid Mech., vol. 127, 1983, pp. 103–121), previously applied to jets forming on bubbles.
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影响因子：
3.7
作者：
M. Longuet
通讯作者：
M. Longuet
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
影响因子：
--
作者：
M. Longuet;D. Dommermuth
通讯作者：
D. Dommermuth
DOI：
10.1098/rspa.2000.0678
发表时间：
2001-02
期刊：
Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
影响因子：
--
作者：
M. Longuet-Higgins
通讯作者：
M. Longuet-Higgins
大振幅驻水波波峰处的自相似性破裂。
影响因子：
8.6
作者：
J. Wilkening
通讯作者：
J. Wilkening
关于落下的喷射流对驻波的破坏
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Longuet;D. Dommermuth
通讯作者：
D. Dommermuth