Колебательная неустойчивость слоя жидкости со свободной деформируемой поверхностью
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-1-73-80Аннотация
Классическая задача гидродинамики об устойчивости неоднородно нагретого слоя жидкости со свободной поверхностью изучается с целью выяснения механизма развития ранее обнаруженной новой моды колебательной неустойчивости. Данная мода возникает в отсутствие термокапиллярного эффекта и гравитации, она существенно связана с деформируемостью свободной поверхности и тепловым расширением жидкости. В ходе настоящего исследования проведён асимптотический анализ устойчивости слоя невязкой жидкости. Сопоставление данных аналитических результатов с ранее полученными численными результатами позволило судить об основном механизме развития новой колебательной моды неустойчивости. Проведено также прямое численное моделирование течений при неоднородном нагреве слоя жидкости в условиях невесомости и отсутствие термокапиллярного эффекта. Данные о полях скорости и форме свободной поверхности жидкости подтверждают возникновение колебательного режима течения в жидкости. Сделан вывод о том, что к развитию неустойчивости приводит эффект растекания жидкости от более нагретых мест к менее нагретым на деформированной из-за капиллярных волн поверхности.Библиографические ссылки
Gershuni G. Z., Zhukhovitskii E. M. Convective stability of incompressible fluids. Jerusalem, Israel: Keter Publishing House, 1976, 330 p.
Lobov N. I., Samoilova A. E. Oscillatory instability of flat liquid layer with a deformable free surface. Convective flows, 2009, vol. 4, pp. 35–50 (In Russian).
Lyubimov D. V., Lyubimova T. P., Alexander Iwan J. D., Lobov N. I. On the Boussinesq approximation for fluid systems with deformable interfaces. Advances in Space Research. 1998. vol. 22, no. 8. pp. 1159–1168. DOI: 10.1016/S0273-1177(98)00159-8
Nepomnyashchy А. А. On the longwave convective instability in the liquid layers with a deformable surface. Convective flows, 1983. pp. 25–31. (in Russian)
Lyubimov D. V., Samoilova А. Е. Thermal onset of capillary waves. Convective flows, 2009, vol. 4. pp. 29–34 (In Russian).
Hirt C. W.; Nichols B D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. Journal of Computational Physics, 1981. vol. 39, no. 1, pp. 201–225.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
