شکست توازن و تولید امواج گرانی– لختی در مدل دولایه‌ای روی کره

Abstract

در این مقاله، شبیه‌سازی ایدئالی از تولید خودبه‌خودی امواج گرانی– لختی در ضمن تحول شارش تاواری در یک مدل عددی برمبنای معادلات بسیط کروی با دو لایه هم‌دمای پتانسیلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این مدل معادلات بسیط در نمایش تاوایی پتانسیلی، واگرایی سرعت افقی و واگرایی شتاب عرضه می‌شود. انتگرال‌گیری مکانی با طرح‌واره تفاضل متناهی مرتبه چهارم فشرده در راستای نصف‌النهاری و تبدیل طیفی در راستای مداری و انتگرال‌گیری زمانی با استفاده از طرح‌واره نیمه‌ضمنی سه زمانه صورت می‌گیرد. همچنین معادله تاوایی پتانسیلی با الگوریتم فرابرد پربندی نیمه‌لاگرانژی حل می‌شود. حالت اولیه شامل یک جت متوازن است که به‌صورت یک پریشیدگی بسیار کوچک برای راه‌اندازی ناپایداری به شرایط اولیه اضافه می‌شود. به‌علاوه، برای بررسی دقیق‌تر امواج، با استفاده از رابطه توازن بولین-چارنی بخش‌های متوازن و نامتوازن شارش از هم جدا می‌شود. نتایج الگوی بخش‌های نامتوازن واگرایی سرعت و واگرایی شتاب برای مُد کژفشار بیانگر تولید خودبه‌خودی دو بسته‌موج‌‌ است که با توجه به شرایط اولیه متوازن، می‌توان نتیجه گرفت که گسیل خودبه‌خودی این امواج با شکست توازن همراه است. موقعیت شکل‌گیری دو بسته‌موج‌‌ در پایین‌دست و بالادست ناوه است که به ‌نظر می‌رسد بسته‌موج‌‌ پایین‌دست ناوه مشابه بسته‌موج‌‌ ژنگ و بسته‌موج‌‌ بالادست ناوه مشابه شبیه‌سازی پلوگونون و اسنایدر در چرخه عمر با رفتار چرخندی است. به منظور شناسایی دقیق این امواج، ویژگی‌هایی از قبیل طول موج افقی، بسامد مطلق و بسامد ذاتی محاسبه می‌شود که مقدار بسامد ذاتی به‌دست آمده برای هر دو بسته‌موج‌‌، نسبت به تحقیقات مشابه بزرگ‌تر است. به‌علاوه، برای تحلیل بسامدی این دو بسته‌موج‌‌، تبدیل فوریه زمان کوتاه برای تعیین صحت نتایج روش قبلی به‌کار رفته است. استفاده از این روش باعث افزایش دقت در تعیین بسامد مطلق شده و نتایج روش قبلی را نیز تأیید می‌کند.