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斯托克斯波,指深水有限振幅波動。為液體表面波動理論討論的一個領域。斯托克斯(Stokes)波的建立有如下一些假定:流體無粘滯性,重力是唯一作用的外力,波面上的壓力為常值,波動的振幅是有限的。

1 斯托克斯波 -基本信息

斯托克斯波
sī tuō kè sī bō
Stokes Wave 
    深水有限振幅波動。為液體表面波動理論討論的一個領域。屬於有限振幅的進行波的一種波的形式。理論上討論給出該種波動的目的在於藉助它來討論和解決實際的波浪一些現象,其分析對象為一種無旋的周期性的波動。斯托克斯(Stokes)波的建立有如下一些假定:流體無粘滯性,重力是唯一作用的外力,波面上的壓力為常值,波動的振幅是有限的。在這樣前提條件下,給出並描出該波動的表達式,進而討論該種類型波動所具有的一些主要特徵。有限振幅的斯托克斯波與小振幅波動相比,具有以下特點:①波剖面不是簡諧曲線,且對於橫軸不是對稱的,通過質點振動中心的平面高於對應的靜止水面。②波速與振幅大小有關,振幅對波長之比愈大,則波速愈大。③質點軌跡接近於圓,但不是封閉的,每經一周后,沿波流傳播方向有一小段凈水平位移,所以沿此方向產生一定的水流,其水平流動稱之為「波流」。波流對近岸和深水的流都有一定的影響,故波流的討論有其實用意義。④質點沿著它的軌跡運動時,壓力是變化的,除自由表面及海底外,其他波面都不是等壓面。⑤波高與波長之比超過一定限度,波面破碎,但其所得出波浪破碎時波高與波長的比值大於實際觀測的情況,自然界中其比值在1/10左右,波面即破碎。⑥波動的動能與勢能不相等,動能於鉛直及水平方向的分配不相等。值得一提的是,這種先由假定而得出的波動形式,後來由科學家們從數學上證明了它的存在。 

  
 

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