Динамика и взаимодействия вихревых структур в стратифицированной / вращающейся жидкости

• Автор: Воропаев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с. : ил

Излагаются результаты экспериментальнотеоретических исследований по динамике и взаимодействию фундаментальных вихревых структур в стратифицированной вращающейся жидкости. Очень кратко общую задачу исследования можно сформулировать следующим образом. В большом объеме жидкости имеется ограниченная область, где действуют внешние силы. Действие сил в реальной вязкой жидкости порождает завихренность вблизи источника движения, распределение которой определяется распределением внешних сил, и создает поле давления во всем объеме жидкости, которое индуцирует потенциальное движение. Детали распределения завихренности часто не очень важны и общая структура течения определяется, в основном, интегральными моментами распределения завихренности. В диссертации рассматриваются течения, возбуждаемые как в неподвижной, так и в равномерно движущейся или вращающейся жидкости, локализованными силовыми воздействиями разного типа. Во многих случаях, например, в стратифицированной или вращающейся жидкости, локализованные воздействия приводят к формированию крупных в сравнении с областью воздействия и долгоживущих в сравнении со временем воздействия квазидвумерных вихревых структур.


Один из них, одноэлсктродного типа, представляет собой платиновую сферу диаметром микрон на конце платиновой проволоки диаметром микрон, которая заварена в стеклянный микрокапилляр. С помощью этого датчика удалось получить прецизионные данные о распределении плотности в ряде течений и его конструкция описана в работе Афанасьев, Воропаев, Филипов, . Второй тип датчика, который часто использовался в работе, представляет собой четырехэлектродный коммерческий датчик с пространственным разрешением порядка 0,1 см. Несомненное достоинство этого датчика его высокая стабильность см. В работе часто используется термин локализованный источник движения. Везде ниже под этим понимается источник, который воздействует на область жидкости, размер которой мал в сравнении с размерами результирующего течения. При экспериментальной реализации течения важно соблюдать не только условие локализованности источника, но, что более важно, контролировать величину интенсивности его воздействия и ясно понимать что именно передается жидкости. Только в этом случае можно надеяться получить достоверные количественные связи между характеристиками течения и интенсивностью источника движения. Так течение, показанное на Рис. В качестве одного из основных источников движения в опытах служило тонкое круглое или плоское сопло, из которого горизонтально на уровне своей плотности выпускается подкрашенная жидкость. V4 4i2 1. В пределе, уменьшая и увеличивая и так, чтобы при этом 0, получаем точечный источник количества движения, действующий на жидкость с силой .