Расчет и визуализация тонкой структуры полей двумерных присоединенных внутренних волн

Abstract

В линейном приближении рассчитана картина двумерных возмущений, возникающих в вязкой экспоненциально стратифицированной жидкости при движении пластины под произвольным углом к горизонту. Полученное в квадратурах точное решение задачи, удовлетворяющее физически обоснованным граничным условиям, проанализировано численно. Рассчитаны и описаны свойства полей в широком диапазоне всех параметров задачи – длины и скорости движения пластины, величин стратификации и вязкости среды, угла наклона траектории. В картине течения выделены две группы волн и компактные неволновые особенности вблизи краев источника генерации. Проведено сравнение с известными данными независимо выполненных расчетов и экспериментов, показавшее согласие рассчитанных и наблюдаемых картин течения.

У лінійному наближенні розрахована картина двовимірних збурень, що виникають у в'язкій експоненціально стратифікованій рідині при русі пластини під довільним кутом до горизонту. Отримане в квадратурах точне рішення задачі, яке задовольняє фізично обґрунтованим граничним умовам і проаналізоване чисельно. Розраховані та описані властивості полів в широкому діапазоні всіх параметрів задачі – довжини і швидкості руху пластини, величин стратифікації і в'язкості середовища, кута нахилу траєкторії. У картині течії виділені дві групи хвиль і компактні нехвильові особливості поблизу країв джерела генерації. Проведене порівняння з відомими даними незалежно виконаних розрахунків і експериментів показало узгодженість розрахованих і спостережуваних картин течії.

Pattern of two-dimensional disturbances occurring in viscous continuously stratified fluid when the plate moves under an arbitrary angle to horizon is calculated in the linear approximation. The obtained in quadratures accurate solution of the problem is numerically analyzed. It satisfies physically grounded boundary conditions. Calculated and described are the fields’ features in a wide range of all the problem parameters – lengths and speeds of the plate motion, values of the environment stratification and viscosity, slope angle of the trajectory. Two groups of waves and compact non-wave singularities in vicinity of the generation source edges are distinguished in the current pattern. The comparison carried out with the known results of independent calculations and experiments shows good agreement between the calculated and the observed current patterns.