流体动力学

Waves

 流体中的波

Basic laws

基本法

High Re flows--ver. 1

高 Re 流量--ver. 1

Coastal GFD

沿海GFD

Linear instability

线性不稳定

Micro-physics of fluids

流体微观物理

Rotating Fluids--general

旋转流体——概述

Surface tension

表面张力

Transport

运输

Low Re flows

低回流

Seepage flows

渗流

Thermal effects

热效应

Control volumes

控制音量

Potential flows

潜在流量

Experimental techniques

实验技术

High Re flows--ver. 2

高 Re 流量--ver. 2

波动的物理起源示例：

1.拉紧绳子，弹力杆，

2.浅海，管子里的声音，

3.交通流量，动脉中的血液流动。

波的基本概念：

4.相位、相速度、频率、波数等。

一维传播：

5.正弦波，弹力弦，

6. 瞬态响应，特性。

7.分散。绳子置于弹性环境中。群速度和能量传输。

8. 瞬态波色散，固定相法。

9、谐波的散射和辐射。辐射状况。格林函数。

无限空间中的二维传播：

10. 平面波：均匀流体中的声音。

11.弹性固体：P波和SV、SH波。

12. 半空间瑞利波。

13.分层介质中的爱情波。

14. 正弦声音从平面界面的反射和折射。

15. 平面脉冲的反射。

16.弹性波的模式转换。

17. 点源的波辐射。 2 维和 3 维中的格林函数。

海中的波浪：

18. 线性化方程。

19. 色散，圆柱体对正弦波的散射。

20. 脉冲强迫引起的瞬变。

21. 水流中的波浪，船的波浪。

22. 分层流体中的内波。色散关系。

23. 流动中的内波。李在障碍物后面挥手。

我们上面的模拟是在随群速度移动的参考系下进行的。我们可以看到，由于相速度大于群速度，携带波从波包的后面移动并消失在波包的前面。

模拟说明：

• 可以明显观察到三个不同的区域。

o I区： 在楔块前面，由于入射波和反射波的结合而出现驻波，而散射波的作用相对较弱，表现为点源波。

o 区域 III：在楔形后面，仅存在分散的波。该区域内的波形似乎是由楔形尖端上的点波源生成的。但波幅存在弧度变化。在阴影线处，波幅为入射波的一半，按照惠更斯的观点很容易理解。

o II区：除这两个区外，入射波占主导地位，散射波的影响较弱，但可以观察到抛物线。

• 在阴影线上可以看到抛物线。这就是我们的抛物线近似的证明。

这里我们通过组合三个楔角（0、45和90度）和四个入射角（0、45、90、135度）来展示12个案例。为了清楚起见，我们还给出了一些案例的俯视图（点击T ） ）。

模拟说明：

• 可以明显观察到三个不同的区域。

o 区域 I ： 在圆柱体前面，存在驻波，因为散射波在该区域中表现得与反射波类似。

o 区域 III：在圆柱体后面，出现一个阴影区域。

o II区：除这两个区外，入射波占主导地位，散射波的影响较弱，但可以观察到从圆柱体中心产生的点源波。

• 三个区域的清晰度取决于圆柱体半径与波长( ka )的比率。该比值越大，I区反射波越强，阴影区越明显。当比率较小时（例如 1），仅存在散射波。 I区和阴影区的驻波太弱，看不见。

在这里，我们展示了不同ka的一些情况的模拟。为了清楚起见，我们还提供了某些案例的俯视图( T )。

ka=15 (T)

ka=10 (T)

ka=5 (T)

ka=3

ka=2

ka=1