Ermakov S.A., Khazanov G.E. «Double-resonance damping of gravity-capillary waves on water covered with a viaco-elastic film of finite thickness» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 15-16 (2022)

Analysis of gravity-capillary wave (GCW) on the water surface covered with films of organic surfactants or mineral oils is very important in the context of the problem of ocean pollutions and their remote sensing. A hydrodynamic theory of GCW developed in a number of papers shows that surfactant films can strongly enhance the GCW damping coefficient (DC). One of the most interesting features is that DC reaches a maximum at certain finite values of the film elasticity, not at infinite elasticity. Apart from GCW another type of wave motion can exist in a viscous fluid with an elastic surface. This motion corresponds to quasi horizontal oscillations in a viscous boundary layer below a film, so-called Marangoni waves (MW). An intriguing feature has been revealed that the maximum of the GCW DC corresponded to MW which frequencies and wavelengths were roughly close to those of GCW, i.e. when the two wave modes were is “resonance”. A hypothesis was proposed and became very common in the literature that the GCW damping maximum is due to the resonance absorption of GCW energy by MW. An alternative explanation of GCW resonance–like damping due to an infinitely thin film was developed by Dysthe and Rabin (1986) and later by Ermakov (2003). It has been shown that GCW contain a rotational (r-) component which can be described formally as MW ”excited” by the potential (p-) component of GCW, and this excitation is the most effective and, correspondingly, DC has a maximum when the frequencies and wave numbers of GCW and MW are close to each other. In this work the mentioned approach is used for analysis of GCW damping due to films of finite thickness with elastic boundaries, e.g. for oil/oil product films

Булатов В.В. «Амплитудно-фазовая структура полей внутренних гравитационных волн в океане с реальными сдвиговыми течениями» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 39-41 (2022)

Решена задача о генерации гармонических внутренних гравитационных волн в океане с реальными и модельными распределениями по глубине частоты плавучести и фонового сдвигового течения. Для реальных и модельных распределений частоты плавучести и фоновых сдвиговых течений приведены результаты численных расчетов амплитудно-фазовых характеристик волновых полей. Численно изучена трансформация амплитудно-фазовых картин полей внутренних гравитационных волн в зависимости от параметров генерации. Показано, что относительно коротко волновые пакеты могут концентрироваться на глубинах, соответствующих экстремумам функции, зависящей от компонент волнового вектора и вектора сдвиговых течений. Также показано, что пространственная изменчивость направления распространения волновых пакетов может приводить к достаточно заметной вертикальной амплитудной перестройке собственных функций. Показано, что использование модельных представлений для основных гидрологических характеристик (частоты плавучести и фоновых сдвиговых течений) позволяют упростить основную спектральную задачу. Показано, что модельные представления гидрологических характеристик дают возможность качественно верно описать основные особенности дисперсионных поверхностей и фазовых структур волновых полей. Для описания амплитудных зависимостей волновых полей необходимо использовать результаты численного решения основной спектральной задачи. Поэтому для исследования волновой динамики реального океана необходимо сочетание, как точных численных методов исследования волновых полей, так и различных асимптотических подходов, позволяющих исследовать основные качественные особенности возбуждаемых волн.

Калиниченко В.А. «Частотные характеристики стоячих изгибно-гравитационных волн в прямоугольном сосуде» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 130-132 (2022)

Ранее были представлены результаты экспериментального исследования влияния плавающей тонкой упругой пластины из пенополиэтилена на процесс регуляризации разрушающихся стоячих гравитационных поверхностных волн Фарадея на свободной поверхности воды в прямоугольном сосуде. Показано, что стоячие изгибногравитационные волны в исследуемой гидроупругой системе (плавающая пластина–вода) определяются толщиной пластины: при малой толщине превалирует гравитационная волна, при больших – волна изгибная. Хотя и выявлена критическая толщина пластины, при которой волны отсутствуют, какие-либо оценки частоты гидроупругих колебаний не проводились. Ниже представлены результаты экспериментов по исследованию частотных характеристик стоячих изгибно-гравитационных волн. Полученные в эксперименте оценки собственных частот сравниваются с величинами, рассчитанными по известным дисперсионным зависимостям. Опыты продолжают цикл исследований автора по выявлению возможных механизмов регуляризации разрушающихся гравитационных волн на свободной поверхности жидкости ограниченного объема.

Прохорчук К.В., Котов М.А., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. «О вопросах реализации трехмерного моделирования термогравитационной конвекции оптического разряда в газоразрядной лампе» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 209-212 (2022)

Исследование посвящено моделированию термогравитационной конвекции при генерации непрерывного оптического разряда (НОР) в газоразрядной лампе. Изучается проблема нестабильности излучения плазмы из-за образующихся пульсаций конвективного факела. Модель строится на основе ранее полученных результатов, в частности, квазитрехмерной симметричной задаче, которая представляла из себя цилиндр с прилегающим сектором с симметрией на границах, образуя, таким образом квазисферическую расчетную область. Были получены динамические распределения плотности, давления, температуры и скорости. Результаты качественно согласовывались с результатами экспериментов, на основе чего подтверждалось выдвинутое ранее предположение о гидродинамической термогравитационной природе колебаний. Проводилось вариационное создание моделей, направленное на количественное согласование с ранее упомянутыми экспериментами. В этих исследованиях менялась расчетная область, а также задавались дополнительные газовые потоки через расход для увеличения частот пульсаций и выявления проблем ранее полученных результатов. Данная работа посвящена вопросам вычислительной реализации описанных колебаний с учетом некоторых аспектов реальной геометрии газоразрядных ламп, в которых проводились эксперименты по поддержанию НОР.

Шишина М.И. «Нелинейное уравнение Шредингера для гравитационно-капиллярных волн на глубокой воде с постоянной завихренностью» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 20-32 (2023)

Рассматриваются поверхностные гравитационно-капиллярные волны на глубокой воде с постоянной завихренностью в области, ограниченной свободной поверхностью и бесконечно глубоким плоским дном. Из системы точных нелинейных интегро-дифференциальных уравнений в конформных переменных, записанной в неявном виде, с учетом поверхностного натяжения, выведено нелинейное уравнение Шредингера. При выводе нелинейного уравнения Шредингера учтена роль среднего течения. Нелинейное уравнение Шредингера исследовано на модуляционную неустойчивость. Получено солитонное решение нелинейного уравнения Шредингера, представляющее собой солитон типа "девятый вал".

Долгих Г.И., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко С.В. «Регистрация нелинейных волн типа «две сестры», «три сестры»» Экологические системы и приборы, № 12, с. 31-37 (2022)

Обсуждаются результаты обработки и анализа экспериментальных данных, полученных на лазерном измерителе вариаций гидросферного давления при регистрации вариаций гидросферного давления на дне на шельфе Японского моря. Основное внимание уделено изучению физических механизмов возникновения нелинейных гидрофизических возмущений в диапазоне гравитационных и инфрагравитационных морских волн, относящихся к классу волн-убийц, амплитуды которых более чем в два раза превышают амплитуды граничащих сигналов данного диапазона периодов. Обнаружены классические нелинейные возмущения, относящиеся к волнам-убийцам «одна сестра», «две сестры», «три сестры». Возникновение их связано с взаимодействием гравитационных и инфрагравитационных морских волн зоны расположения регистрирующей аппаратуры. При спектральной обработке полученных экспериментальных данных выделены основные моды ветрового волнения и инфрагравитационных морских волн, ответственных за формирование наблюдаемых волн-убийц. Ключевые слова: волны-убийцы, «две сестры», «три сестры», явление возврата. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1337