کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5011665 1462652 2017 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Formation and coarsening of roll-waves in shear shallow water flows down an inclined rectangular channel
ترجمه فارسی عنوان
شکل گیری و هم زدن امواج رول در آب کم عمق برشی یک کانال مستطیلی شیب دار است
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
شکل گیری یک قطار قطره ای دوره ای در یک کانال طولانی برای دو مجموعه پارامترهای تجربی مربوط به آزمایش های بروک مورد بررسی قرار گرفته است [3]، [4] که پروفیل های موج دائمی را با معرفی وقفه های دوره ای در ورودی کانال اندازه گیری کردند. در هر دو حالت یک شکل سطح آزاد تشکیل شده در توافق خوب با نتایج آزمایشگاهی یافت می شود. خصوصیات کیفی راه حل های مدل در مورد که در آن فرکانس اختلال پایین تر از یک آزمایش تجربی است، بررسی می شود بنابراین امواج طولانی در ورودی کانال تولید می شوند. مشاهده شده است که قطار مربوط به موج رول به شدت تعدیل شده است. در مورد که در آن موج دو طول متفاوت در ورودی کانال تولید می شود، برش مشاهده می شود، به عنوان مثال فرایند که در آن امواج کوتاه به طور مداوم از بین می روند با انتقال انرژی آنها به امواج دیگر که بعد از آن یک قطار معمولی رول تشکیل می شود. پدیده سختگیرانه همیشه با یک مدولاسیون قوی همراه است. مقایسه با معادلات سنت وانانت نیز انجام شده است. شکل گیری یک موج تک آهنگ قطار موج رول نیز در یک دامنه با شرایط مرزی دوره ای (نامیده می شود جعبه دوره ای) برای مجموعه های مشابه از پارامترهای تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. پروفیل سطح آزاد نیز در توافق خوب با نتایج آزمایشگاهی یافت می شود. این اجازه می دهد تا ما را به استفاده از یک جعبه متناوب توجیه کنیم؟ به عنوان یک ابزار ریاضی ساده برای مطالعه کیفی ثبات امواج رول. به طور خاص، پایداری یک موج ثابت را با افزایش طول آن مطالعه می کنیم. نشان داده شده است که موج بعد از چندین موج بحرانی موجب ناپایداری مورفولوژی می شود: آن را به یک سیستم دو امواج تقسیم می کند. در چارچوب یک مدل چندبعدی ساده جریان آب کم عمق برشی، ثابت شده است که یک موج ثابت ثابت در برابر اختلالات چند بعدی پایدار است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
پیش نمایش مقاله
شکل گیری و هم زدن امواج رول در آب کم عمق برشی یک کانال مستطیلی شیب دار است
چکیده انگلیسی
The formation of a periodic roll-wave train in a long channel is studied for two sets of experimental parameters corresponding to Brock's experiments [3], [4] who measured permanent wave profiles by introducing periodic perturbations at the channel inlet. In both cases, a formed free surface profile is found in good agreement with the experimental results. Qualitative properties of solutions to the model are studied in the case where the perturbation frequency is lower than the experimental one, so longer waves are generated at the channel inlet. It is observed that the corresponding roll-wave train is strongly modulated. In the case where the waves of two different lengths are generated at the channel inlet, the coarsening is observed, i.e. the process where shorter waves disappear progressively by transferring their energy to longer waves forming later a regular roll-wave train. The coarsening phenomenon is always accompanied by a strong modulation. A comparison with the Saint-Venant equations is also performed. The formation of a single wave composing a roll-wave train is also studied in a domain with periodic boundary conditions (called “periodic box”) for the same sets of experimental parameters. The free surface profile is found also in good agreement with the experimental results. This allows us to justify the use of the “periodic box” as a simple mathematical tool for a qualitative study of stability of roll-waves. In particular, we study the stability of a single steady wave by increasing its length. It is shown that the wave becomes morphologically unstable after some critical wave length: it bifurcates into a system of two waves. In the framework of a simplified multi-D model of shear shallow water flows it is also proved that a single steady wave is stable under multi-dimensional perturbations.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computers & Fluids - Volume 159, 15 December 2017, Pages 189-203
نویسندگان
, , , ,