Latar Belakang Pengaruh arus pada gerak gelombang soliter internal: studi kasus pada fluida dua lapisan

1 I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gelombang solit er adalah suatu gelombang taklinear yang memiliki sifat: 1 terlokalisasi dan merambat tanpa perubahan bentuk maupun kecepatan, 2 stabil melawan tumbukan dan mempertahankan identitasnya. Sifat pertama merupakan kondisi gelombang soliter solitary waves yang dikenal dalam hidrodinamika sejak abad ke-19. Sifat yang kedua berarti gelombang tersebut memiliki kelakuan sebagai partikel. Pengamatan gelombang soliter yang pertama kali terdokumentasi dengan baik dilakukan pada 1834 oleh ilmuwan Skotlandia, John Scott-Russel. Ia mengamati gerak sebuah perahu dari kudanya. Ketika perahu tiba-tiba berhenti, timbullah gelombang air dengan sebuah puncak yang bergerak menjauh dari perahu. Pergerakan gelombang air tersebut kemudian diamati dan ditelusuri olehnya hingga sekitar 2 mil. Bentuk dan kecepatan gelombang air itu nyaris tidak berubah hingga akhirnya menghilang dari pandangan karena masuk ke dalam terowongan air Newell 1985. Gelombang soliter internal biasanya muncul pada fluida dengan rapat massa yang tidak konstan. Gelombang ini munc ul di selat dan di laut Apel 1980 dan juga muncul pada lapisan atmosfer Clarke et al. 1981 . Gelombang soliter internal dengan amplitudo yang cukup besar disebabkan oleh bentuk taklinear yang muncul pada persamaan dasar fluida . Persamaan yang dapat menjelaskan gerak gelombang ini pada kedalaman yang dangkal adalah persamaan Korteweg de Vries KdV, sedangkan pada kedalaman yang cukup besar, gerak gelombang ini dapat dijelaskan oleh persamaan Benjamin-Ono BO. Teori tentang gelombang soliter internal kebanyakan dikembangkan untuk kasus gerak gelombang yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, sedangkan gerak arus pada arah horizontalnya berupa konstanta Zhou 1985. Pada kenyataannya, 2 gerak gelombang juga dipengaruhi oleh gerak arus pada arah horizontal yang tidak berupa konstanta, seperti yang terjadi pada gerak gelombang internal di selat dengan dasar tidak rata. Pengaruh topografi pada gerak gelombang soliter internal telah dibahas dalam Grimshaw 1983. Pada gelombang internal di atmosfer, gerak arus pada arah horizontalnya berupa kecepatan angin. Berdasarkan kenyataan ini, para peneliti mengembangkan suatu model untuk menjelaskan persamaan gerak gelombang internal dengan melibatkan variabel arus dalam arah vertikal dan arah horizontal.

1.2 Tujuan penelitian