Internal solitary waves in a two-fluid system with a free surface
Notice bibliographique
Résumé
Internal solitary waves in a system of two fluids, silicone oil and water, bounded above by a free surface are studied both experimentally and theoretically. By adjusting an extra volume of silicone oil released from a reservoir, a wide range of amplitude waves are generated in a wave tank. Wave profiles as well as wave speeds are measured using multiple wave probes and are then compared with both the weakly nonlinear Korteweg–de Vries (KdV) models and the strongly nonlinear Miyata–Choi–Camassa (MCC) models. As the density difference between the two fluids in the experiment is relatively small (approximately 14 %), but non-negligible, special attention is paid to the effect of the boundary condition at the top surface. The nonlinear models valid for rigid-lid (RL) and free-surface (FS) boundary conditions are considered separately. It is found that the solitary wave of the FS model for a given amplitude is consistently narrower than that of the RL model and it propagates at a slightly lower speed. Due to strong nonlinearity in the internal-wave motion, the weakly nonlinear KdV models fail to describe the measured internal solitary wave profiles of intermediate and large wave amplitudes. The strongly nonlinear MCC-FS model agrees better with the measurements than the MCC-RL model, which indicates that the free-surface boundary condition at the top surface is crucial in describing the internal solitary waves in the experiment correctly. Leaving the top surface free in the experiment allows us to observe small and relatively short wave packets on the top surface, particularly when the amplitude of the internal solitary wave is large. Once excited, the wave packet is located above the front half of the internal solitary wave and propagates with a speed close to that of the internal solitary wave underneath. A simple resonance mechanism between short surface waves and long internal waves without and with nonlinear effects is examined to estimate the characteristic wavelength of modulated short surface waves, which is found to be in good agreement with the observed wavelength when nonlinearity is taken into account. Using ray theory, the evolution of short surface waves in the presence of a background current induced by an internal solitary wave is also investigated to examine the location of the modulated surface wave packet.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».