Аристов С.Н., Просвиряков Е.Ю «Неоднородное конвективное течение Куэтта» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 3-8 (2016)

Найдено точное решение, описывающее стационарное конвективное течение завихренной вязкой несжимаемой жидкости. Приведенное решение системы Обербека–Буссинеска имеет характерную особенность при описании движущейся жидкости – справедливо при учете не только вязких сил, но и сил инерции. Учет сил инерции приводит к появлению застойных точек в слое жидкости, противотечений и существованию толщин слоя, при которых касательные напряжения на нижней границе обращаются в нуль. Показано, что вихри в жидкости образуются из-за нелинейных эффектов, приводящих к наблюдению противотечений и усилению скоростей в потоке в сравнении с заданными граничными условиями. Решена спектральная задача для многочленов, описывающих распределение касательных напряжений, которая позволяет объяснить отсутствие силы трения на твердой поверхности и в произвольном сечении бесконечного слоя.

Багатинский В.А., Слепышев А.А. «Вертикальный перенос импульса слабонелинейными инерционно-гравитационными внутренними волнами» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 17-28 (2016)

В приближении Буссинеска рассматриваются свободные инерционно-гравитационные внутренние волны в плоскопараллельном потоке при учете горизонтальной турбулентной вязкости и диффузии. В линейном приближении находятся дисперсионное соотношение и декремент затухания волны. Рассматривается влияние на дисперсионные кривые критических слоев, где частота волны со сдвигом Доплера равна инерционной. Показано, что в низкочастотной области происходит обрезание дисперсионных кривых из-за указанных критических слоев. Вертикальные волновые потоки импульса отличны от нуля и могут превышать соответствующие турбулентные потоки. Показано, что поперечная к направлению распространения волны компонента скорости стоксова дрейфа отлична от нуля при учете турбулентной вязкости и диффузии.

Калашник М.В., Чхетиани О.Г. «Об устойчивости струйных течений во вращающемся слое мелкой воды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 29-42 (2016)

Рассмотрена задача об устойчивости изолированного струйного течения и системы из двух встречных струйных течений во вращающемся слое мелкой воды. Эти течения описываются точными решениями уравнения Чарни–Обухова, соответственно, с одним и двумя разрывами потенциальной завихренности. Показано, что изолированное струйное течение устойчиво. Для системы из двух струйных течений определена зависимость характеристик неустойчивых волновых мод от геометрического параметра – отношения расстояния между осями струй к радиусу деформации. На основе метода контурной динамики развита слабонелинейная модель длинноволновой неустойчивости.

Бандо Р.Д., Мартюшев Л.М. «Морфологическая устойчивость границы двух жидкостей с близкими вязкостями при вытеснении в ячейке Хеле–Шоу» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 52-56 (2016)

Экспериментально изучается вытеснение водным раствором глицерина силиконового масла в радиальной ячейке Хеле–Шоу. Исследуется морфологическая устойчивость границы раздела жидкостей в процессе вытеснения c постоянным расходом. Для малых возмущающих мод экспериментально подтверждается теоретический результат о существовании трех областей в процессе вытеснения: устойчивой, метастабильной (граница либо теряет форму, либо сохраняет) и неустойчивой. Для возмущающей четвертой моды обнаружено отличие от расчетов – ее поведение всегда метастабильно.

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Дальние поля внутренних гравитационных волн от источника возмущений в стратифицированной вращающейся среде» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 57-63 (2016)

Рассмотрена задача о построении равномерных асимптотик дальних полей внутренних гравитационных волн от движущегося источника возмущений в потоке вращающейся стратифицированной среды конечной глубины. Полученные решения описывают волновые возмущения как внутри, так и вне волновых фронтов и выражаются через функцию Эйри и ее производные. Приведены результаты численных расчетов волновых картин возбуждаемых волновых полей.

Калиниченко В.А., Со А.Н., Чашечкин Ю.Д. «Картины циркуляционных течений в волнах Фарадея при наличии пластин-демпферов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 64-71 (2016)

Экспериментально впервые исследовано влияние поперечных пластин-демпферов на характер реструктуризации суспензии с первоначально однородной концентрацией в поле стоячих поверхностных волн в вертикально колеблющемся прямоугольном сосуде. Прослежены эволюция картины и формирование тонкой структуры течения в сосуде с гладкими стенками, с одной вертикальной отклоняющей пластиной или двумя, установленными параллельно и антипараллельно в центре большой стороны. Симметрия поверхностного волнового течения определяется конфигурацией пластин.

Лебедева Н.А., Осипцов А.Н. «Комбинированный лагранжев метод для моделирования осесимметричных вихревых газодисперсных течений» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 72-85 (2016)

Развивается комбинированный полностью лагранжев подход для бессеточного моделирования нестационарных осесимметричных вихревых течений газодисперсной среды с несжимаемой несущей фазой. Предлагаемый подход основан на сочетании бессеточного вихревого метода для расчета осесимметричных течений несущей фазы, описываемых уравнениями Навье-Стокса (или Эйлера), и полного лагранжева метода для расчета параметров дисперсной среды. Сочетание указанных методов сводит задачу моделирования течений двухфазной среды к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений высокого порядка для координат тороидальных вихревых элементов в несущей фазе, а также траекторий частиц, компонент скорости и компонент якобиана перехода от эйлеровых к лагранжевым переменным для дисперсной фазы. Продемонстрированы примеры применения метода для моделирования перемешивания примеси инерционных стоксовых частиц с малой массовой концентрацией в нестационарных течениях типа уединенных вихревых колец в вязкой несущей среде, а также групп вихревых колец в эффективно невязкой среде.

Алимов М.М. «Точное решение задачи Маскета–Лейбензона для растущего эллиптического пузыря» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 86-98 (2016)

Получено точное решение двухфазной нестационарной задачи Хеле–Шоу (иначе говоря, плоской задачи Маскета–Лейбензона), в которой жидкость, заполняющая неограниченный лоток, вытесняется другой жидкостью, поступающей через щелевой разрез в лотке. При этом граница между фазами (жидкостями разной вязкости) эволюционирует как эллипс, площадь и эксцентриситет которого постоянно меняются.

Губайдуллин А.А., Максимов А.Ю. «Динамика капли в сужении капилляра при волновом воздействии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 108-117 (2016)

Определена зависимость от частоты амплитуды волнового воздействия, мобилизующего каплю, защемленную в сужении капилляра. Проанализировано влияние вязкости капли. Рассмотрена задача о свободных продольных колебаниях капли вязкой жидкости, находящейся в сужении капилляра. Изучено влияние поверхностного натяжения, объема капли и формы сужения на собственную частоту продольных колебаний капли. Приведена формула вычисления собственной частоты в сужении конической формы и проведен ее анализ.

Тугазаков Р.Я. «К теории отрыва сверхзвукового потока невязкого газа в задачах газодинамики» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 118-124 (2016)

Приведена общая схема течения газа, объясняющая механизм образования инерционных сил, вызывающих отрыв идеального газа в нестационарных и пространственных течениях газа. Описан сценарий отрыва потока газа от поверхности обтекаемого тела или слоя смешения в виде вихря, который наводит в поле течения скорость, противоположную скорости основного потока, и тормозит его. В рамках данной схемы аналитически получены условия отрыва для конических и автомодельных течений газа, которые совпадают с результатами экспериментального и численного моделирования. Ключевые слова: ударная волна, отрыв, неустойчивость Кельвина–Гельмгольца, автомодельные и конические течения

Георгиевский П.Ю., Левин В.А., Сутырин О.Г. «Взаимодействие ударной волны с продольным слоем газа пониженной плотности» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 125-132 (2016)

На основе уравнений Эйлера исследована задача о взаимодействии ударной волны с продольным полубесконечным плоским слоем или цилиндрическим каналом конечной ширины, заполненным газом пониженной плотности. Описана газодинамика течения, включающая качественно различные – регулярные и нерегулярные – режимы взаимодействия. Обнаружены новые газодинамические элементы течения: высоконапорные струи с волновой внутренней структурой и слоистые вихри. Выявлено замедление роста газодинамического "предвестника" на больших временных интервалах, обусловленное эффектом запирания потока и развитием завихренности за его фронтом

Тактаров Н.Г. «Движение вязкой жидкости, вызванное вращательно-колебательным движением пористого шара» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 133-138 (2016)

Определено движение вязкой жидкости, вызванное вращательно-колебательным движением погруженного в нее пористого шара. В формуле Дарси для силы сопротивления пористой среды добавлен член, учитывающий движение этой среды. В граничных условиях также учтено движение пористой среды. Получены точные аналитические решения нестационарного уравнения Бринкмана в области внутри шара и уравнения Навье–Стокса – вне шара. Показано существование внутренних поперечных волн в жидкости, в которых скорость перпендикулярна направлению распространения волны. Внутри шара эти волны стоячие, а вне – бегущие. Рассмотрены частные случаи малых и больших частот колебаний.