Hamiltonian long‐wave expansions for free surfaces and interfaces
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The theory of internal waves between two bodies of immiscible fluid is important both for its interest to ocean engineering and as a source of numerous interesting mathematical model equations that exhibit nonlinearity and dispersion. In this paper we derive a Hamiltonian formulation of the problem of a dynamic free interface (with rigid lid upper boundary conditions), and of a free surface and a free interface, this latter situation occurring more commonly in experiment and in nature. From the formulation, we develop a Hamiltonian perturbation theory for the long‐wave limits, and we carry out a systematic analysis of the principal long‐wave scaling regimes. This analysis provides a uniform treatment of the classical works of Peters and Stoker (28), Benjamin (3, 4), Ono (26), and many others. Our considerations include the Boussinesq and Korteweg–de Vries (KdV) regimes over finite‐depth fluids, the Benjamin‐Ono regimes in the situation in which one fluid layer is infinitely deep, and the intermediate long‐wave regimes. In addition, we describe a novel class of scaling regimes of the problem, in which the amplitude of the interface disturbance is of the same order as the mean fluid depth, and the characteristic small parameter corresponds to the slope of the interface. Our principal results are that we highlight the discrepancies between the case of rigid lid and of free surface upper boundary conditions, which in some circumstances can be significant. Motivated by the recent results of Choi and Camassa (6, 7), we also derive novel systems of nonlinear dispersive long‐wave equations in the large‐amplitude, small‐slope regime. Our formulation of the dynamical free‐surface, free‐interface problem is shown to be very effective for perturbation calculations; in addition, it holds promise as a basis for numerical simulations. © 2005 Wiley Periodicals, Inc.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».