摘要
该文建立了简单的单一方向的修正Gardner(mG)方程用来描述强非线性内孤立波的传播演化过程。m G方程是通过调整Gardner方程的系数,从而改进了Gardner方程只能用来描述弱非线性小振幅内孤立波的缺点。修正的系数仅与上、下层流体深度比和密度比参数有关,计算的有效波长,波速和极限波幅等主要特征与经典强非线性Miyata-Choi-Camassa (MCC)方程的计算结果相符,且极限振幅与MCC模型一致,证明了m G模型对大振幅内孤立波的适用性。为了进一步研究m G模型在内孤立波传播过程中动力学特性,采用m G方程模拟内孤立波的传播和相遇问题,并与MCC模型进行对比分析,发现两者数值结果吻合良好,说明m G模型能够用来描述强非线性大振幅内孤立波的传播模拟过程。该文提出的m G模型是一种用来描述强非线性大振幅内孤立波的可靠理论模型,较之经典的MCC模型具有更简洁的方程形式,能够在数值计算中得到更稳定的结果。
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单位海洋工程国家重点实验室; 上海交通大学