4. Теоретические и экспериментальные исследования нелинейных процессов в механике сплошных сред
Программа 4.3. Гидродинамика жидкости со свободными границами
(Координатор чл.-корр. РАН В.В. Пухначев)
Выполнено экспериментальное
исследование нестационарного процесса формирования пучков внутренних волн при внезапном
старте гармонических колебаний кругового цилиндра в линейно стратифицированной
жидкости и при движении центра цилиндра по окружности малого радиуса. Количественные
характеристики полей волновых возмущений получены с помощью версии синтетического
шлирен-метода. Метод основан на компьютерном анализе оптических искажений изображения,
получаемого видеосъемкой контрастной картины (в настоящей работе — системы черных точек
на белом фоне) сквозь толщу жидкости, возмущенной прохождением внутренних волн. При
прохождении внутренних волн в стратифицированной жидкости имеют место локальные
возмущения градиента показателя преломления. Вследствие этого видимые положения точек
фона, наблюдаемые сквозь толщу покоящейся и возмущенной жидкости, отличаются друг от
друга. Для вычисления перемещений точек фона использованы методы, развитые в PIV
(Particle Image Velocimetry). В качестве иллюстрации на рис. 1 приведены картины полей внутренних
волн, возникающих при внезапном старте вертикальных гармонических колебаний цилиндра.
 Рис. 1. Процесс формирования пучков внутренних волн
при внезапном старте гармонических колебаний цилиндра в линейно стратифицированной жидкости.
Черный круг — цилиндр диаметром D = 2 см, окружности 1 и 2
проведены на расстоянии 2,5D и 4D. Время от начала колебаний: один, три и пять
периодов колебаний для вариантов а, б и в соответственно.
| 
