科學家們對可能威脅到大型船舶的大型深水游蕩波有了新的認識
了解海洋波浪的意外性質可能關係到海員的安全乃至生存。眾所周知,深水波群是不穩定的,能量異常大且不可預測的,突然出現的表面波,甚至對大型輪船都有難以置信的危險。這種流氓海波的行為是由調製不穩定性引起的,這種情況只發生在單向波中。當與其他波系統相互作用時,波的聚焦(或者放大)過程也會被削弱。
由京都大學領導的一個團隊現在已經表明,這種不穩定的波群的傳播不受干擾。他們的發現最近發表在《物理評論快報》雜誌上。
研究人員在反傳播波的存在下,演示了一個未受干擾的非線性水波群的聚焦,暗示了方向性的波態。資料來源:KyotoU / Amin Chabchoub
“我們的結果似乎支持未受擾動的非線性水波群在反傳播波的存在下聚焦的概念,這意味著波的狀態是有方向性的,”主要作者Amin Chabchoub說。
利用一個水波箱,該團隊進行了實驗,驗證了基於耦合非線性薛定諤方程的計算機模擬結果,這種非線性波浪方程模型說明了從兩個不同方向傳播的波的複雜相互作用。
研究小組的研究結果表明,該模型與實驗結果非常吻合,包括這種遊蕩深海波浪的動力學。海上工程、非線性光學、電氣工程和等離子體物理等領域,以及對極端海浪的研究,都將從對非線性作用的更好理解中受益。
Chabchoub總結說:”我們的研究可能會進一步激勵理論和實驗研究,以提高我們對不同波浪系統的喧囂中的這種動力學的理解。”
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