Уединенные волны конечной амплитуды в двухслойной жидкости
Н. В. Гаврилов1, В. Ю. Ляпидевский2
1 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, gavrilov@hydro.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, liapid@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: уединенная волна, двухслойная жидкость, уравнения мелкой воды, интрузия, гравитационное течение
Страницы: 26-38
Аннотация
Проведено теоретическое и экспериментальное исследование нелинейных внутренних волн второй моды на тонкой границе раздела однородных слоев смешивающихся жидкостей с различной плотностью. Предложена математическая модель, описывающая генерацию, взаимодействие и затухание уединенных внутренних волн, возникающих при интрузии жидкости с промежуточной плотностью в прослойку. Построено точное решение, задающее форму уединенных волн, симметричных относительно невозмущенной границы раздела, и обоснован предельный переход для волн конечной амплитуды при толщине прослойки, стремящейся к нулю. Экспериментально изучены тонкая структура течения в окрестности уединенной волны и ее влияние на горизонтальный перенос массы при распространении коротких интрузий. Показано, что учет в математической модели трения на границах раздела позволяет адекватно описать изменение фазовых и амплитудных характеристик уединенных волн в процессе их распространения.
|
