海洋内孤立波斜相互作用的Mach效应特性实验

当海洋工程结构物或水下航行器在海洋中遭遇异常大振幅内波时可造成损害甚至失事,海洋内孤立波斜相互作用的Mach效应是一种特殊海洋现象,也是异常大振幅内孤立波的重要成因.为了在实验室模拟具有海洋跃层环境中的内孤立波斜相互作用并控制Mach效应的产生,首先将两只直立无底圆柱筒放置在淡/盐水分布的两层流体环境中,淡/盐水混合区模拟海洋密度跃层,保持筒底与筒外水体的交换,以方便形成筒内外混合区的高度差;再将两柱筒平稳迅速移出,利用柱筒内外淡/盐水混合区高度差的重力塌陷扰动形成两列内孤立波,其在交汇区发生斜相互作用,并借助高清图像处理技术结合几何射线方法完成测量.实验结果表明:两列内孤立波斜相互作用性质取决于分层环境、两柱筒之间距离以及两列内孤立波的波幅和相位,上述方法可有效控制分层流实验水槽中Mach效应的产生.进一步分析表明:两列内孤立波相互作用的Mach效应将导致波幅显著增强,传播速度明显增大,且传播方向受两者振幅大小的控制,振幅相差越大所产生Mach效应的临界夹角越大.此外,通过内孤立波斜相互作用的Mach效应实验结果与Kd V,BO和MCC三种理论模型的比较,实验验证了Mach效应对非线性理论模型的适应性.     

关于磁化冷等离子体中的孤立波

一、引言熟知,在磁化等离子体中可以传播多种模式周期波。近年来发现,其中一些模式也能以孤立波形式传播,如离子声孤立波、磁声孤立波、Alfven孤立波,等等。以上作者都限于单独考察某一种模式孤立波。本文在准电中性假设下,全面考察了磁化冷等离子体中斜向传播     

内孤立波的计算机代数研究

内孤立波是海洋,大气中的常见现象,近年来我们用渐近方法等对此作了详细研究(参看[1—3]),但由子运算上的复杂性,通常只能算到二阶近似,尚不足以阐释实际存在的大幅度内孤立波。本文采用计算机代数软件进行符号运算,重新研究文[1]中描述的二流体系统俩水平固壁间的两层不可压无粘流体)中的界面孤立波,求得了四阶近似解,从而解释了实验中测得的内孤立波比KdV孤立波的波幅窄、波速大的事实。在符号运算过程中,我们设计了一种半逆序算法,克服了因“中间表达式爆炸”而导致存贮空间不足的困难,为在微机上应用计算机代数软件实现复杂的符号运算开辟了途径。     

关于平行于磁场传播的孤立波的存在问题

一、前言在磁场B作用下的等离子体中,存在平行于B_∞传播的著名的Alfvén波、哨(whistler)波等,是否存在与它们对应的Alfvén孤立波、哨孤立波等,是等离子体波的研究中的重要问题之一。Tidman, Kakutani等曾研究过弱Alfvén孤立波和哨孤立波,但这些文章都作了比较多的假设,问题还没有比较清楚地解决。本文从Maxwell-双流体耦合方程组出发,不作其他近似研究平行于B_∞传播的平面孤立波的存在问题。     

磁化离子声孤立波

本文在计及电荷分离条件下考察了双温低β等离子体中与外磁场成一角度斜向传播的磁化离子声孤立波,得到非线性色散关系,确定了波速和波幅范围。分析表明,电荷分离色散对孤立波性质有重要影响。     

关于迴旋孤立波和低混合孤立波的存在问题

一、前言 近年来,Yu找到了两种低频常磁场B作用下的密度分布为腔子型的热等离子体孤立波:静电离子(回辶)旋孤立波(electrostaticion cyclotron)和低混合孤立波(lower hybrid)。它们都是在电中性假设下讨论B=常数情况得出的。本文用逗留曲线分析法解析地证明了在Yu的同样条件下,考虑了电荷分离效应后,上述两种孤立波都是不存在的。     

冲击光波孤立子

尽管孤立子或孤立波现象出现在物理学的许多领域中,然而单模光学纤维是最为便利地进行这类实验研究的材料.由于光与介质在这些纤维中的非线性相互作用即折射率随光强变化,使得正常的光脉冲发散的趋势可以忽略.最新方法是Weiner等人证实暗脉冲,即在连续激光束中的断点同样可以稳定传播.另外,Rothenberg和Grischkowsky观察到锐光波孤立     

有助于探测火山和海洋的原子孤立波

最近,关于超冷原子波有了突破性的新发现,它将可能导致原子激光技术方面的进一步发展,并最终被用于预告地球上的火山爆发和探测可能存在于木星系上的地下海洋。 这种由原子形成的波,我们称之为原子孤立波,它能保持其本身的形态和能量。目前,在美国休斯敦     

利用地震海洋学方法研究南海东北部东沙海域内孤立波的结构特征

主要利用地震海洋学方法研究了南海东北部东沙海域内孤立波的结构特征,内孤立波的类型是第一模态下沉型,最大振幅有85.5 m.内孤立波自最大振幅所处深度向下,其振幅大体呈线性减小趋势,振幅随深度的减小率为0.2左右.海底对内孤立波的波形会产生一些影响,一方面海底可能会"切割"内孤立波底部,使之出现间断,另一方面海底的"摩擦"会导致近海底的内孤立波处会发育有较多次一级尺度的波动.横向上看,由地震剖面所得到的内孤立波视宽度,需经过一定的校正才能获得真实宽度,本文所研究的两个内孤立波视宽度分别是4.52和3.36 km,校正后的宽度为0.5~3 km.另外内孤立波处存在的垂向噪音反映出内孤立波具有很强的垂向剪切力.内孤立波水平波数谱与GM模型谱的对比研究表明,其能量在低波数段比GM谱大两个数量级左右.     

南海北部孤立子内波的一些特征和演变

根据1998年6月14日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料，分析它的可能源地，并计算出其相速度、波长等一些特征参数；基于对内波的垂直模态的分析，探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点；利用多因子作用下的规则化长波（RLW）方程数值模式，以观测得到的环境参数作为初始条件，模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变。     

南海北部孤立子内波的一些特征和演

根据１９９８年６月 １４日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料，分析它的可能源地，并计算出其相速度、波长等一些特征参数；基于对内波的垂直模态的分析，探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点；利用多因子作用下的规则化长波（ＲＬＷ）方程数值模式，以观测得到的环境参数作为初始条件，模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变．     

基于轮轨多点接触的浮置板轨道钢轨波磨安全限值分析

地铁线路中钢轨产生的波磨,会使轮轨相互作用恶化,危害车辆及轨道的使用寿命,进而导致养护工作量和维修费用的增加,甚至影响列车运行安全性.确定钢轨波磨安全限值并及时打磨是消除钢轨波磨危害的有效手段.为了确定浮置板轨道钢轨波磨安全限值,基于车辆-轨道耦合动力学理论建立车辆-浮置板轨道耦合动力学模型分析钢轨波磨对车辆-轨道耦合系统的动力学影响,并从车辆运行安全性、运行平稳性和车-轨动态作用性能3个方面考量,提出地铁浮置板轨道线路钢轨波磨的限值.为了更准确地描述轮轨相互作用,所建立的车辆-浮置板轨道耦合动力学模型采用了改进的Kik-Piotrowski方法以考虑轮轨多点非Hertiz接触.研究结果表明,钢轨波磨的出现会使得轮轨相互作用明显恶化,特别是波长小于75 mm的钢轨磨耗;随着钢轨波磨的波长减小、波深加大,轮轨垂向力、轮轨横向力以及脱轨系数、轮重减载率等评价指标都呈现恶化的趋势;其中轮重减载率受波长波深的影响最明显,在一定波长下,随着波深的增加,轮重减载率也最先超出安全限值.当列车运行速度为80 km/h时,波长为0.05 m左右的钢轨波磨的波深应控制在0.2 mm以下,波深为0.1 mm左右的钢轨波磨的波长应控制在30 mm以上.     

一类凹与凸算子的不动点与固有元

文献[1]中引入了α凹算子和—α凸算子的概念。设P是实Banach空间E中一个体锥(即锥P的内点集(?)φ)。算子A:(?)→(?),0≤α<1。A称为α凹(—α凸)算子,如果满     

可积的非线性方程严格孤子解的存在性(Ⅰ)——反散射可积系统

一、引言与结果 非线性波动中的孤子现象日益受到物理学家和数学家的重视,并在高能物理、等离子体物理、非线性光学等领域中,解释和揭示了许多物理现象,获得了广泛的应用,所谓的严格孤子是指具有下面二种性质的非线性波动:(1)空间有限的非色散波,即在传播中保持波形、速度不变的孤立波(这往往就被人们称为孤子);(2)这样的孤立波在非线性相互作用——“碰撞”之后     

复杂构型非孤立圆涡的能量频散

能量频散是一个基础性的科学问题, 与台风、暴雨、地震等灾害密切相关, 一直受到多学科研究人员和广大预报员的关注. 孤立圆涡能量频散的动力学己经清楚. 但是, 造成天气灾害的往往是非孤立圆涡. 非孤立圆涡能量频散的动力学尚待探索. 本文用线性化的正压无幅散涡度方程, 研究了非孤立圆涡能量频散的特征. 这里, 非孤立圆涡指的是: 一个热带气旋(TC)涡旋和一个中尺度涡构成的复杂构型. 基于傅里叶变换的解析解和基于空间差分格式的数值解一致地显示: (1) 在只有TC 涡旋的条件下, 涡旋能量频散形成一个TC-G-D 的波列, 3 个波列成员中心的连线是一条与x 轴平行的直线. 这里, “G”和“D”分别代表高值和低值系统. (2) 在非孤立圆涡的条件下, 涡旋能量频散也形成了一个TC-G-D 的波列, 但是, 3 个波列成员中心的连线不再是一条与x轴平行的直线, 而是一个三角形. (3) 三角形底角的角度与初始中尺度涡的强度之间存在非线性联系. 这些结果在台风预测中具有应用前景.     

孤立子

孤立子(soliton)是应用数学领域中出现的一个新概念,它具有种种特有的性质,所以在物理学和其他一些应用科学中得到了广泛的应用。小至基本粒子被看作是孤立子,大到木星上著名的红斑也被认为是木星大气的孤立子;从超导约瑟夫森结具有孤立子解的性质,到生物学中认为神经细胞     

关于一个孤立波的存在条件

Shukla和Yu[1]曾经讨论了磁等离子体中的孤立离子声波,研究了下面的方程:喜(粤),+*(,;、,凡)一。,浴、d刃,(1)其中 功(n;M,凡)=bn3一(b一c)nZ一cn 一(b+e)n,Inn,(2) b=(戈/材凡),,c一凡一2, 刀~凡x十戈z一Mt,刀~n伪)为规范化的离子密度,n(士co)=i,M为Mach数,表示沿刃方向的波速,x,z和t分别为空间变量和时间变量,Kz,凡一(l一刀)l‘,表示方向余弦. 文〔1〕给出了方程(1)的孤立波的存在条件: 功(n)~诱(n;M,凡)相似文献   

含杂等离子体中的非线性Langmuir波

非线性Langmuir波在激光聚变、空间等离子体相干结构以及等离子体湍流过程中占有十分重要的地位,它的研究一直受到人们的普遍关注,1972年Zakharov等人研究了非磁化等离子体中Langmuir波与离子声波的非线性耦合,导出了著名的Zakharov方程,1982年Rao等人在更一般条件下得到了Langmuir波缓变振幅与低频静电密度扰动的非线性耦合方程级,并采用小参量展开法,求出包络孤立子解,近年来     

锗-茜素络合剂极谱络合吸附波的研究

在研究了稀土、铟和镓与茜素络合剂的极谱络合吸附波之后,参阅等用光度法研究锗(Ⅳ)与茜素络合剂的相互作用的报道。我们对锗-茜素络合剂体系的极谱行为进行了研究。在氨性缓冲溶液中同时得到了三个单扫极谱络合吸附波,其中最灵敏的波     

南海北部孤立内波的现场观测

利用1998年5~6月期间CTD、温度链和ADCP现场定点连续观测的海温、海流时间序列等资料, 分析南海北部东沙岛附近孤立内波的特征. 结果表明: 在观测期间, 该观测点孤立内波的振幅可达100 m, 在深水区的传播方向为准西向, 波致流的最大流速达2 m/s, 周期介于10~20 min间, 船上雷达测到其西向传播速度可达2 m/s; 最强海洋孤立内波是在1998年5月14~16日出现, 与全日潮大潮发生的时间同步.