Über die Erzeugung von Oberflächenwellen durch Scherströmungen

Ein Mechanismus zur Erzeugung von Oberflächenwellen durch einen parallelen Scherstrom U(y) wird auf Grundlage der viskosefreien Orr-Sommerfeld-Gleichung entwickelt. Es wird festgestellt, dass die Rate, mit der Energie auf eine Welle mit Geschwindigkeit c übertragen wird, proportional zur Profilkrümmung -U"(y) an jener Höhe ist, bei der U = c gilt. Das Ergebnis wird auf die Erzeugung von Tiefwasser-Schwerkraftwellen durch Wind angewendet. Eine approximative Lösung des Randwertproblems wird für ein logarithmisches Profil entwickelt und die entsprechende spektrale Verteilung des Energieübertragungskoeffizienten als Funktion der Wellen­geschwindigkeit berechnet. Die minimale Windgeschwindigkeit für die Entstehung von Schwerkraftwellen gegen die laminare Dissipation in Wasser mit vernachlässigbarer mittlerer Strömung wird auf etwa 100 cm/s bestimmt. Ein spektraler Mittelwert des Abschirmkoeffizienten, definiert nach Munk, stimmt in Größenordnung mit den Gesamtwellenwiderstandsmessungen von Van Dorn überein. Es wird geschlossen, dass das Modell Ergebnisse in qualitativer Übereinstimmung mit Beobachtungen liefert, jedoch wirklich quantitative Vergleiche eine genauere Lösung des Randwertproblems und präzisere Daten zu den Windprofilen erfordern, als derzeit verfügbar sind. Die Ergebnisse könnten zudem auf das Flattern von Membranen und Paneelen anwendbar sein.