Cristin-resultat-ID: 2103120
Sist endret: 14. august 2023, 13:58
NVI-rapporteringsår: 2023
Resultat
Vitenskapelig artikkel
2023

The role of Lagrangian drift in the geometry, kinematics and dynamics of surface waves

Bidragsytere:
  • Nick Pizzo
  • Luc Lenain
  • Olav Rømcke
  • Simen Andreas Ådnøy Ellingsen og
  • Benjamin Keeler Smeltzer

Tidsskrift

Journal of Fluid Mechanics
ISSN 0022-1120
e-ISSN 1469-7645
NVI-nivå 2

Om resultatet

Vitenskapelig artikkel
Publiseringsår: 2023
Publisert online: 2023
Trykket: 2023
Volum: 954
Sider: 1 - 12
Artikkelnummer: R4
Open Access

Importkilder

Scopus-ID: 2-s2.0-85146325658

Klassifisering

Vitenskapsdisipliner

Fysikk • Mekaniske og strømningstekniske fag

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

The role of Lagrangian drift in the geometry, kinematics and dynamics of surface waves

Sammendrag

The role of the Lagrangian mean flow, or drift, in modulating the geometry, kinematics and dynamics of rotational and irrotational deep-water surface gravity waves is examined. A general theory for permanent progressive waves on an arbitrary vertically sheared steady Lagrangian mean flow is derived in the Lagrangian reference frame and mapped to the Eulerian frame. A Lagrangian viewpoint offers tremendous flexibility due to the particle labelling freedom and allows us to reveal how key physical wave behaviour arises from a kinematic constraint on the vorticity of the fluid, inter alia the nonlinear correction to the phase speed of irrotational finite amplitude waves, the free surface geometry and velocity in the Eulerian frame, and the connection between the Lagrangian drift and the Benjamin–Feir instability. To complement and illustrate our theory, a small laboratory experiment demonstrates how a specially tailored sheared mean flow can almost completely attenuate the Benjamin–Feir instability, in qualitative agreement with the theory. The application of these results to problems in remote sensing and ocean wave modelling is discussed. We provide an answer to a long-standing question: remote sensing techniques based on observing current-induced shifts in the wave dispersion will measure the Lagrangian, not the Eulerian, mean current.

Bidragsytere

Nick Pizzo

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Scripps Institution of Oceanography

Luc Lenain

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Scripps Institution of Oceanography

Olav Rømcke

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for energi- og prosessteknikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

Simen Andreas Ådnøy Ellingsen

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for energi- og prosessteknikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

Benjamin Keeler Smeltzer

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Skip og havkonstruksjoner ved SINTEF Ocean
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for energi- og prosessteknikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
1 - 5 av 5