ABOUT THE DIRECTION OF TRAVEL OF TRAVELING WAVES

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

In a number of problems involving spatial wave propagation, it is necessary to distinguish between waves traveling in one direction and in the other. Examples of such problems are the propagation of waves from a point the problem of pulsating source; the problem of spatial optimal perturbations; the problem of determining the absolute or convective character of instability, etc. In addition, when calculating the wave motion in the inhomogeneous medium by marching methods for numerical stabilization, the projection of the solution onto the space of waves propagating in the same direction is used, which also requires their correct screening. Commonly accepted in the literature indicators of the direction of wave motion are the Briggs criterion derived from the causality principle and, in some papers, the sign of the group velocity. This paper discusses their interpretations and the relationship between them. Examples are given where the identification of the wave direction by the sign of the group velocity is erroneous and leads to qualitatively incorrect results. The case when direct application of the Briggs criterion is impossible due to absorption of the discrete mode describing the wave by a continuous spectrum is considered for the first time. A generalization of the Briggs criterion to this case is given and examples of its application are given.

Sobre autores

V. Vedeneev

V.A. Steklov Russian Academy of Sciences

Email: vasily@vedeneev.ru
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Hersh R. Boundary conditions for equations of evolution // Arch. Rat. Mech. Anal. 1964. Vol. 16(4). P. 243–264.
  2. Andersson P., Berggren M., Henningson D.S. Optimal disturbances and bypass transition in boundary layers // Phys. Fluids. 1999. Vol. 11. P. 134–150.
  3. Reshotko E., Tumin A. Spatial theory of optimal disturbances in a circular pipe flow // Phys. Fluids. 2001. Vol. 13. P. 991–996.
  4. Ivanov O.O., Ashurov D.A., Gareev L.R., Vedeneev V.V. Optimal disturbances in round submerged jets // J. Fluid Mech. 2023. Vol. 963. Paper A8.
  5. Ашуров Д.А., Никитин Н.В. Развитие стационарных возмущений в пространственно развивающейся струе // Изв. РАН. МЖГ. 2024.№4. С. 94–102.
  6. Ashurov D.A. Optimal disturbances in round submerged jets // Phys. Fluids. 2024. Vol. 36. Paper 104118.
  7. Schmid P.J., Henningson D. S. Stability and transition in shear flows. Springer, 2001. 558 p.
  8. Towne A., Colonius T. One-way spatial integration of hyperbolic equations // J. Comp. Phys. 2015. Vol. 300. P. 844–861.
  9. Towne A., Rigas G., Kamal O., Pickering E., Colonius T. Efficient global resolvent analysis via the one-way Navier–Stokes equations // J. Fluid Mech. 2022. Vol. 948. Paper A9.
  10. Zasko G.V., Boiko A.V., Demyanko K.V., Nechepurenko Y.M. Simulating the propagation of boundary-layer disturbances by solving boundary-value and initial-value problems // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling. 2024. Vol. 39(1). P. 47–59.
  11. Бойко А.В., Демьянко К.В., Засько Г.В., Нечепуренко Ю.М.О параболизации уравнений распространения малых возмущений в двумерных пограничных слоях // Теплофизика и аэромеханика. 2024.№3. С. 423–440.
  12. Веденеев В.В. Математическая теория устойчивости плоскопараллельных течений и развитие турбулентности. Долгопрудный: Издательский Дом “Интеллект”, 2016. 152 с.
  13. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. Часть 1. М.: Физматгиз, 1963. 584 с.
  14. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том 6. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
  15. Петровский И. Г. О проблеме Коши для систем линейных уравнений с частными производными в области неаналитических функций // Бюлл. Моск. Ун. Секция А. Математика и механика. 1938. Т. 1. Вып. 7. С. 16.
  16. Briggs R. J. Electron-Stream Interaction with Plasmas. MIT Press, 1964. 187 p.
  17. Ashpis D. E., Reshotko E. The vibrating ribbon problem revisited // J. Fluid Mech. 1990. Vol. 213. P. 531–547.
  18. Ахиезер А. И., Половин Р. В. Критерии нарастания волн // УФН. 1971. Т. 104.№2. С. 185–200.
  19. Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Теоретическая физика. Том 11. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. 528 с.
  20. Gaster M. A note on the relation between temporally-increasing and spatially-increasing disturbances in hydrodynamic stability // J. Fluid Mech. 1962. Vol. 14(2). P. 222–224.
  21. Zayko J., Teplovodskii S., Chicherina A., Vedeneev V., Reshmin A. Formation of free round jets with long laminar regions at large Reynolds numbers // Phys. Fluids. 2018. Vol. 30. Paper 043603.
  22. Gareev L.R., Zayko J.S., Chicherina A.D., Trifonov V.V., Reshmin A.I., Vedeneev V.V. Experimental validation of inviscid linear stability theory applied to an axisymmetric jet // J. Fluid Mech. 2022. Vol. 934. Paper A3.
  23. Batchelor G.K., Gill A.E. Analysis of the stability of axisymmetric jets // J. Fluid Mech. 1962. Vol. 14 (4). P. 529–551.
  24. Vedeneev V., Zayko J. On absolute instability of free jets // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. Vol. 1129. Paper 012037.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».