Notice bibliographique
Résumé
The evolution and stability of two-dimensional, large-amplitude, non-hydrostatic internal wavepackets are examined analytically and by numerical simulations. The weakly nonlinear dispersion relation for horizontally periodic, vertically compact internal waves is derived and the results are applied to assess the stability of weakly nonlinear wavepackets to vertical modulations. In terms of Θ, the angle that lines of constant phase make with the vertical, the wavepackets are predicted to be unstable if [mid ]Θ[mid ] < Θc, where Θc = cos−1 (2/3)1/2 ≃ 35.3° is the angle corresponding to internal waves with the fastest vertical group velocity. Fully nonlinear numerical simulations of finite-amplitude wavepackets confirm this prediction: the amplitude of wavepackets with [mid ]Θ[mid ] > Θc decreases over time; the amplitude of wavepackets with [mid ]Θ[mid ] < Θc increases initially, but then decreases as the wavepacket subdivides into a wave train, following the well-known Fermi–Pasta–Ulam recurrence phenomenon. If the initial wavepacket is of sufficiently large amplitude, it becomes unstable in the sense that eventually it convectively overturns. Two new analytic conditions for the stability of quasi-plane large-amplitude internal waves are proposed. These are qualitatively and quantitatively different from the parametric instability of plane periodic internal waves. The ‘breaking condition’ requires not only that the wave is statically unstable but that the convective instability growth rate is greater than the frequency of the waves. The critical amplitude for breaking to occur is found to be ACV = cot Θ (1 + cos2 Θ)/2π, where ACV is the ratio of the maximum vertical displacement of the wave to its horizontal wavelength. A second instability condition proposes that a statically stable wavepacket may evolve so that it becomes convectively unstable due to resonant interactions between the waves and the wave-induced mean flow. This hypothesis is based on the assumption that the resonant long wave–short wave interaction, which Grimshaw (1977) has shown amplifies the waves linearly in time, continues to amplify the waves in the fully nonlinear regime. Using linear theory estimates, the critical amplitude for instability is ASA = sin 2Θ/(8π2)1/2. The results of numerical simulations of horizontally periodic, vertically compact wavepackets show excellent agreement with this latter stability condition. However, for wavepackets with horizontal extent comparable with the horizontal wavelength, the wavepacket is found to be stable at larger amplitudes than predicted if Θ [lsim ] 45°. It is proposed that these results may explain why internal waves generated by turbulence in laboratory experiments are often observed to be excited within a narrow frequency band corresponding to Θ less than approximately 45°.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».