Exact solutions for steadily travelling water waves with submerged point vortices

涡流 涡度 深水 物理 地球物理流体力学 机械 经典力学 点(几何) 几何学 数学 地质学 海洋学
作者
Darren Crowdy
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:954 被引量:7
标识
DOI:10.1017/jfm.2022.1058
摘要

This paper presents a novel theoretical framework, based on the concept of the Schwarz function of a wave, for understanding water waves with vorticity in the absence of gravity and capillarity. The framework leads naturally to a taxonomy of three subcases, herein referred to as cases 1, 2 and 3, into which fall three existing studies of water waves incorporating uniform vorticity and submerged point vortices. This provides a theoretical unification of several seemingly unrelated results in the literature. It also provides a route to finding new exact solutions with this paper focussing on new solutions falling within the case 2 category. Among several presented here are a submerged point vortex pair cotravelling with a solitary deep-water wave, von Kármán point vortex streets cotravelling with a periodic deep-water wave and a point vortex row cotravelling with a wave in water of finite depth. Some other more exotic waveforms are also constructed. All these new solutions generalize those of Crowdy & Roenby ( Fluid Dyn. Res. , vol. 46, 2014) who found steady waves in deep water cotravelling with a submerged point vortex row for which the free surface shapes turn out to coincide with those of pure capillary waves on deep water found by Crapper ( J. Fluid Mech. , vol. 2, 1957). The new exact solutions are likely to provide a useful basis for asymptotic or numerical studies when additional effects such as gravity and capillarity are incorporated.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
loogn7完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
淀粉肠发布了新的文献求助10
3秒前
徐自豪完成签到 ,获得积分10
3秒前
邮寄短诗发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助帅气的祥采纳,获得10
3秒前
3秒前
呆萌惜梦完成签到 ,获得积分10
4秒前
emma发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
李禾和完成签到,获得积分10
4秒前
快乐的猪发布了新的文献求助10
4秒前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
4秒前
多情高丽完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
pray发布了新的文献求助10
5秒前
Cat完成签到,获得积分0
5秒前
风中的丝袜完成签到,获得积分10
5秒前
Leffzeng发布了新的文献求助10
5秒前
在水一方应助xiyueQAQ采纳,获得10
5秒前
Rr发布了新的文献求助10
5秒前
jinx123456完成签到,获得积分10
5秒前
zy发布了新的文献求助10
6秒前
Dawn完成签到 ,获得积分10
6秒前
Lillianzhu1完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
biye完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
斯文文龙完成签到,获得积分10
8秒前
tRNA完成签到,获得积分10
8秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5573997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660326
关于积分的说明 14728933
捐赠科研通 4600192
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524706
邀请新用户注册赠送积分活动 1495014
关于科研通互助平台的介绍 1465017