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水平电场下界面波的Hamilton原理与多尺度建模

王展

王展. 水平电场下界面波的Hamilton原理与多尺度建模. 力学进展, 2022, 52(3): 719-729 doi: 10.6052/1000-0992-22-035
引用本文: 王展. 水平电场下界面波的Hamilton原理与多尺度建模. 力学进展, 2022, 52(3): 719-729 doi: 10.6052/1000-0992-22-035
Wang Z. Interfacial electrohydrodynamic waves under horizontal electric fields: Hamilton’s principle and multi-scale modeling. Advances in Mechanics, 2022, 52(3): 719-729 doi: 10.6052/1000-0992-22-035
Citation: Wang Z. Interfacial electrohydrodynamic waves under horizontal electric fields: Hamilton’s principle and multi-scale modeling. Advances in Mechanics, 2022, 52(3): 719-729 doi: 10.6052/1000-0992-22-035

水平电场下界面波的Hamilton原理与多尺度建模

doi: 10.6052/1000-0992-22-035
基金项目: 感谢中国科学院力学研究所的许葛幸在此领域与作者的有益讨论. 本项目受中国科学院B类战略先导(XDB22040203)与中国科学院青年交叉团队项目的资助.
详细信息
    作者简介:

    王展,中国科学院力学研究所研究员,中科院流固耦合系统力学重点实验室副主任。博士毕业于美国威斯康星大学麦迪逊分校,此后在英国先后担任伦敦大学学院研究助理和巴斯大学讲师。长期从事水波动力学、地球物理流体力学、电磁流体力学、流固耦合等方向的基础研究。现任中国科学院力学研究所学术委员会副主任、中国力学会环境力学专业委员会副主任委员、《力学进展》副主编、《Theoretical & Applied Mechanics Letters》编委等

    通讯作者:

    zwang@imech.ac.cn

  • 中图分类号: O353 O361

Interfacial electrohydrodynamic waves under horizontal electric fields: Hamilton’s principle and multi-scale modeling

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  • 摘要: 本文研究水平电场下两层电介质流体间界面波动的多尺度建模. 首先对此系统的Hamilton原理给出详细证明; 然后基于Hamilton结构和Dirichlet–Neumann算子的解析性质, 将Hamilton量中的动能与电势能展开成收敛级数形式并确定截断阶数, 最后通过计算截断后近似总能量的变分导数得到约化模型. 上述过程对该问题给出了一套建立多尺度非线性模型的系统方法. 文章再以“上层深水、下层浅水”为例详细阐述了多尺度建模的全过程, 并利用修正的Petviashvili迭代方法计算了新模型中的非线性相干结构. 本文所发展的渐近分析技巧不同于之前的工作, 其优点在于所导出的约化模型自然保留能量守恒的性质; 同时, 本文亦将原有结果推广至三维情形.

     

  • 图  1  水平电场下两层电介质流体间界面波问题的概图.

    图  2  典型的“块状波”波形图, 波移动的速度为$ c=0.5 $, 其余的参数为: $ \mu=0.1 $, $ B_o=10 $, $ B_e=1 $, $ R=0.99 $.

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-27
  • 录用日期:  2022-08-02
  • 网络出版日期:  2022-08-05
  • 刊出日期:  2022-09-25

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