Fully- and weakly-nonlinear biperiodic traveling waves in shallow water
Fully- and weakly-nonlinear biperiodic traveling waves in shallow water
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浅水中全非线性和弱非线性双周期行波
DOI：
10.1088/1873-7005/aa9e99
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发表时间：
2018
影响因子：
1.5
通讯作者：
T. Hirakawa and M. Okamura
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suzuki Hiroki;Hasebe Koudai;Hasegawa Yutaka;Ushijima Tatsuo;T. Hirakawa and M. Okamura
我们直接计算浅水中两个独立水平方向（双周期）周期性的完全非线性行波。基于黎曼 theta 函数，我们还计算了 Kadomtsev-Petviashvili (KP) 方程的精确周期解，该方程可以通过假设弱非线性、弱色散、弱二维波来获得。为了阐明当某些 KP 近似不满足时双周期 KP 解的精度如何受到影响，我们比较了不同波幅、波深和相互作用角的完全非线性周期性行波和弱非线性周期性行波。随着相互作用角θ的减小，双周期KP解的波频率和最大波高都增加，并且中心峰变得尖锐并且增长超过相应的直接数值解的高度，这表明双周期KP解不能定性地模拟直接数值解
We directly calculate fully nonlinear traveling waves that are periodic in two independent horizontal directions (biperiodic) in shallow water. Based on the Riemann theta function, we also calculate exact periodic solutions to the Kadomtsev–Petviashvili (KP) equation, which can be obtained by assuming weakly-nonlinear, weakly-dispersive, weakly-two-dimensional waves. To clarify how the accuracy of the biperiodic KP solution is affected when some of the KP approximations are not satisfied, we compare the fully-and weakly-nonlinear periodic traveling waves of various wave amplitudes, wave depths, and interaction angles. As the interaction angle θ decreases, the wave frequency and the maximum wave height of the biperiodic KP solution both increase, and the central peak sharpens and grows beyond the height of the corresponding direct numerical solutions, indicating that the biperiodic KP solution cannot qualitatively model direct numerical solutions for
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