重力キャピラリ波の弱い乱流における非局所共鳴

重力キャピラリークロスオーバーにおける水面波の弱い乱流の実験室調査を報告します。時間空間分解プロフィロメトリーと二極分析を使用することにより、非線形プロセスには3波共鳴相互作用が含まれることがわかります。共鳴条件の解を研究することにより、非線形相互作用が支配的に1つの次元であり、共線波ベクトルを含むことを示します。さらに、非線形性が弱いためにスペクトルの拡大を考慮すると、重力波と高周波毛細血管の間で非局所的相互作用が可能である理由を説明します。また、重力波の間で非線形の3波カップリングが可能であることを観察し、海洋波のこのメカニズムの関連性の問題を提起します。

We report a laboratory investigation of weak turbulence of water surface waves in the gravity-capillary crossover. By using time-space-resolved profilometry and a bicoherence analysis, we observe that the nonlinear processes involve three-wave resonant interactions. By studying the solutions of the resonance conditions, we show that the nonlinear interaction is dominantly one dimensional and involves collinear wave vectors. Furthermore, taking into account the spectral widening due to weak nonlinearity explains why nonlocal interactions are possible between a gravity wave and high-frequency capillary ones. We observe also that nonlinear three-wave coupling is possible among gravity waves, and we raise the question of the relevance of this mechanism for oceanic waves.