WAVE GENERATION BY A PULSING DIPOLE IN A FLUID IN THE PRESENCE OF A SHEAR LAYER

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A linear problem of oscillations of a circular cylinder, modeled by a dipole, in a fluid with a shear layer, either near the surface or near the bottom, is solved. The presence of a shear layer results in the dispersion relation for the resulting wave motions having blocking points. For a near-surface shear layer, there are two, and for a bottom shear layer, there is only one. When the dipole oscillates with a frequency close to the blocking frequency, the amplitudes of some wave modes grow indefinitely, making the linear approximation unsuitable. The free surface elevations and interfaces between layers are investigated in a non-stationary problem where the dipole oscillations begin from rest, as well as the amplitudes of far-field waves during steady-state motion.

About the authors

I. V Sturova

Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: sturova@hydro.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

L. A Tkacheva

Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: tkacheva@hydro.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

References

  1. Стурова И.В. Действие пульсирующего источника в жидкости при наличии сдвигового слоя // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 4. С. 14–26. https://doi.org/10.31857/S102470842350001Х
  2. Taylor G. The action of a surface current used as a breakwater // Proc. Royal Soc. Lond. A. 1955. V. 231. P. 466–478.
  3. Brevik I. The stopping of linear gravity waves in currents of uniform vorticity // Phys. Norvegica. 1976. V. 8. No. 3. P. 157–162.
  4. Brevik I., Sollie R. Stable and unstable modes in a wave-current system having uniform vorticity // Physica Scripta. 1997. V. 55. P. 639–643.
  5. Swan C., Cummins I.P., James R.L. An experimental study of two-dimensional surface water waves propagating on depth-varying currents. P.1. Regular waves // J. Fluid Mech. 2001. V. 428. P. 273–304.
  6. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. М.: Гос. Изд-во техн.-теорет.лит. Т. 1. 1955.
  7. Ламб Г. Гидродинамика. М.; Л.: Гостехиздат. 1947.
  8. Милн-Томсон Л.М. Теоретическая гидродинамика. М.: Мир. 1964.
  9. Linton C.M., McIver P. Handbook of Mathematical Techniques for Wave / Structure Interactions. CRC Press, 2001.
  10. Mei C.-C., Stiassnie M., Yue D.K.-P. Theory and Applications of Ocean Surface Waves. Part 1: Linear aspects. World Scientific, Singapore. 2005.
  11. Maissa P., Rousseaux G., Stepanyants Y. Negative energy waves in a shear flow with a linear profile // Eur. J. Mech. B / Fluids. 2016. V. 56. P. 192–199. https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2016.01.0031
  12. Савин А.С. Установление поверхностных волн, вызываемых гидродинамическими особенностями в плоском потоке // Изв. РАН. МЖГ. 2002. № 3. С. 78–81.
  13. Стурова И.В. Пульсирующий источник в жидкости под ледяным покровом при наличии сдвигового потока // ПМТФ. 2024. Т. 65. № 1. С. 32–46. https://doi.org/10.15372/PMTF202315312
  14. Ткачева Л.А. Движение нагрузки по ледяному покрову при наличии слоя жидкости со сдвиговым течением // Изв. РАН. МЖГ. 2024. № 1. С. 99–111. https://doi.org/10.31857/S1024708424010074

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).