Rogue Waves – Extrém nemlineáris hullámcsoportdinamika irányított hullámállapotokban.
Az óceán hullámainak váratlan természetének megértése túlélési kérdés lehet a tengerészek számára. A mélyvízi hullámcsoportokról ismert, hogy instabilok és szélhámosakká váltak. Ezek a szélhámos hullámok abnormálisan nagyok, kiszámíthatatlanok és hirtelen felbukkanó felszíni hullámok, amelyek még nagy hajókra is hihetetlenül veszélyesek lehetnek.
Ezt a szélhámos hullámviselkedést a modulációs instabilitás okozza, ami csak egyirányú hullámoknál fordul elő. Más hullámrendszerekkel való kölcsönhatás esetén a hullámfókuszálás (hullámerősítés) is gyengülni fog.
Egy csapat vezette Kyoto University most megmutatta, hogy az ilyen instabil hullámcsoportok az interferencia függvényében terjednek. Eredményeiket a közelmúltban publikálták a folyóiratban Fizikai áttekintés betűk.
Ellenterjesztő hullámok jelenlétében fókuszáló zavartalan nemlineáris vízhullámcsoport bemutatása, amely irányított hullámállapotokat jelent. Köszönetnyilvánítás: KyotoU / Amin Chabchoub
„Eredményeink alátámasztják a zavartalan, nemlineáris vízhullámcsoport koncepcióját, amely ellentétesen terjedő hullámok jelenlétében fókuszál, ami arra utal, hogy a hullámállapotok irányítottak” – mondja Amin Chabchoub vezető szerző.
Vízhullámtartály segítségével a csapat kísérleteket végzett, amelyek a csatolt nemlineáris Schrödinger-egyenlet alapján végzett számítógépes szimulációk eredményeit igazolták. Ez a nemlineáris hullámegyenlet-modell két különböző irányból terjedő hullámok összetett kölcsönhatásait veszi figyelembe.
A csapat eredményei azt mutatják, hogy a modell jól illeszkedik a kísérletekhez, beleértve a szélhámos és ellenterjesztő hullámdinamikát is.
Az olyan területek, mint az offshore mérnöki tudomány, a nemlineáris optika, az elektrotechnika és a plazmafizika, valamint a szélsőséges óceáni hullámok tanulmányozása, hasznosak lehetnek a nemlinearitás szerepének jobb megértésében.
"Tanulmányunk tovább motiválhatja az elméleti és kísérleti tanulmányokat, hogy jobban megértsük a különböző hullámrendszerek kakofóniájának dinamikáját" - összegzi Chabchoub.
Hivatkozás: Yuchen He, Alexey Slunyaev, Nobuhito Mori és Amin Chabchoub „Nemlineáris fókuszálás kísérleti bizonyítékai állóvízi hullámokban”, 28. szeptember 2022. Fizikai áttekintés betűk.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.144502
A tanulmányt az RFBR és a Dinamikus Rendszerek és Alkalmazások Laboratóriuma, az NRU HSE finanszírozta.
