Денисова М.О., Костарев К.Г. «Концентрационная конвекция в системе жидкостей близкой плотности с вертикальной межфазной границей» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 4, с. 5-11 (2018)

Экспериментально изучен колебательный режим конвективного движения, возникающего в результате диффузии ПАВ в системе жидкостей c вертикальной межфазной границей, перегораживающей горизонтальный канал. Специфика рассматриваемой задачи состоит в равной начальной плотности всех жидкостей – как базовых, так и диффундирующей. Описана структура течений и полей концентрации. Исследована динамика колебательного режима конвекции. Проведено сравнение данных эксперимента и результатов численного счета.

Косков М.А., Пшеничников А.Ф. «Динамическая восприимчивость магнитной жидкости: амплитудная зависимость на звуковых частотах» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 4, с. 12-18 (2018)

Экспериментально исследована диссипация энергии в магнитной жидкости, помещённой в переменное магнитное поле звуковой частоты. Цель работы – получение информации об амплитудной зависимости динамической восприимчивости и границах применимости простейшего (линейного) релаксационного уравнения для намагниченности. Использованы два независимых метода: прямое измерение динамической восприимчивости мостом взаимной индуктивности в слабом зондирующем поле и измерение тепловыделения в магнитной жидкости при повышенных амплитудах магнитного поля. В последнем случае применялась известная формула, связывающая мощность тепловыделения с мнимой частью динамической восприимчивости, непосредственно вытекающая из линейного релаксационного уравнения. Сопоставление результатов, полученных разными методами, показало систематическое расхождение между двумя сериями опытов, которое объясняется существованием в магнитной жидкости многочастичных кластеров (агрегатов) с некомпенсированными магнитными моментами. На частотах порядка 10⁴ Гц броуновский механизм релаксации магнитных моментов заблокирован из-за больших размеров агрегатов (wt_B>>1). Кроме того, при малых амплитудах зондирующего поля неелевский механизм релаксации также заблокирован вследствие большой энергии межчастичных взаимодействий внутри агрегата и появления высоких потенциальных барьеров. Ситуация изменяется с ростом амплитуды поля, когда энергия взаимодействия агрегированных частиц с внешним полем становится сравнимой с высотой потенциального барьера. Агрегаты «включаются» в процесс перемагничивания, увеличивая динамическую восприимчивость и диссипацию энергии в магнитной жидкости.

Долматова А.В., Голдобин Д.С. «Волновая динамика границы раздела в двухслойной системе невязких жидкостей в поле горизонтальных вибраций» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 4, с. 38-45 (2018)

Исследуется динамика волн на границе раздела в двухслойной системе невязких несмешивающихся жидкостей в поле высокочастотных горизонтальных вибраций. Анализ проводится в рамках длинноволнового приближения, применение которого обосновано тем, что для достаточно тонких слоев линейная неустойчивость системы носит длинноволновый характер. Получены нелинейные уравнения динамики границы раздела для двумерных и трехмерных течений в случае произвольного соотношения толщин слоев. Для трехмерного случая оказывается справедлив аналог теоремы Сквайра: самыми опасными оказываются продольные возмущения. Показано, что уравнения, описывающие динамику системы, являются полностью интегрируемыми и могут быть сопоставлены с уравнением Буссинеска для волн на мелкой воде, что позволяет сравнить действие поля вибраций с действием силы тяжести, а также рассмотреть возможность существования состояний, при которых более тяжелая жидкость оказывается над более легкой, т.е. состояний, которые соответствуют эффективной инверсии силы тяжести.

Субботин С.В., Кропачева А.А. «Осреднённые течения, возбуждаемые инерционными модами в либрирующем цилиндре» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 4, с. 67-73 (2018)

Работа посвящена экспериментальному исследованию осредненных потоков, возбуждаемых осциллирующим движением жидкости в неравномерно вращающейся (либрирующей) цилиндрической полости. Либрации приводят к распространению инерционных волн, которые рождаются вблизи мест соединения боковой и торцевой стенок полости. В результате многократного отражения от стенок полости инерционные волны испытывают пространственный резонанс, возбуждая так называемые инерционные моды. Последние представляют собой систему вихрей, направление вращения жидкости в которых меняется в течение периода либраций. Обнаружено, что при осциллирующем движении в объёме полости возникает интенсивное осредненное течение в пограничном слое Стокса на боковой поверхности цилиндра. Структура течения имеет вид системы осредненных тороидальных вихрей, расположенных вдоль всей боковой границы полости. Количество вихрей определяется осевым волновым числом возбуждаемой моды и не зависит от радиального волнового числа. Показано, что интенсивность осредненного движения жидкости в вихрях пропорциональна квадрату амплитуды либраций и сильно зависит от номера моды.