350 руб
Журнал «Нелинейный мир» №12 за 2011 г.
Статья в номере:
Динамика пятна тяжелых частиц на дне тонкого слоя вязкой жидкости в поле параметрически возбуждаемых стоячих волн
Ключевые слова: формообразование капиллярные волны транспорт частиц топологические дефекты
Авторы:
В.О. Афенченко - к.ф.-м.н., Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН). E-mail: afen@appl.sci-nnov.ru С.В. Кияшко - д.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН). E-mail: kiyashko@appl.sci-nnov.ru А.В. Назаровский - к.ф.-м.н., Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН). E-mail: nazarovsky@appl.sci-nnov.ru
Аннотация:
Показано, что параметрическое возбуждение капиллярных волн в горизонтальном тонком слое вязкой жидкости может приводить к пространственно периодическому распределению тяжелых микрочастиц на дне из исходного однородного пятна примеси; выявлено, что распределение частиц повторяет структуру волн, вызванных на поверхности жидкости; установлено экспериментально, что основными параметрами, которые влияют на качественно различное поведение динамики пятна примеси, являются амплитуда колебаний стоячих волн в окрестности частиц и исходная толщина слоя частиц h0; обнаружено существование критической толщины слоя частиц h0=hкр, выше которой происходит процесс диффузионного увеличения площади пятна; предложены уравнения для описания этого процесса; объяснено существование пороговой толщины слоя hкр, от которой качественно зависит характер переноса примеси
Страницы: 793-801
Список источников
  1. Ottino J.M. The kinematics of mixing: stretching, chaos, and turbulence. Cambridge University press. Cambridge. 1989.
  2. Gollub J.P. Nonlinear waves: Dynamics and transport // Physica D. 1991. V. 51. P. 501.
  3. Mesquita O.N., Kane S., Gollub J.P. Transport by capillary waves: Fluctuating Stokes drift // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. № 6. P. 3700.
  4. Ramshankar R., Berlin D., Gollub J.P. Transport by capillary waves. Part I. Particle trajectories // Phys. Fluids A 2. 1990. P. 1955.
  5. Ramshankar R., Gollub J.P. Transport by Capillary Waves, Part II: Scalar Dispersion and the Structure of the Concentration field // Phys. Fluids A 3, 1991, P.1344.
  6. Ezersky A.B., Kiyashko S.V., Matusov P.A., Rabinovich M.I. Domains, Domain Walls and Dislocations in Capillary Ripples // Europhys. Lett. 1994. V. 26. № 3. P. 183.
  7. Ezersky A.B., Kiyashko S.V., Nazarovsky A.V. Bound states of topological defects in parametrically excited capillary ripples // Physica D. 2001. V. 152153. P. 310.
  8. Езерский А.Б., Кияшко С.В., Назаровский А.В. Перенос примеси топологическими дефектами поля параметрически возбуждаемой капиллярной ряби // Препринт №506 ИПФРАН. 1999.
  9. Croquette V. Convective pattern dynamics at low Prandtl number: Part II // Contemporary Physics. 1989. V. 30. № 3. P. 153.
  10. Афенченко В.О., Езерский А.Б., Кияшко С.В., Назаровский А.Б. Новые типы топологических дефектов и возможности управления хаосом дефектов в паттернах поверхностных капиллярных волн // Нелинейный мир. 2008. № 56. Т. 6. С. 304313.
  11. Afenchenko V.O., Ezersky A.B., Kaverin B.S., Kiyashko S.V. and Chesnokov S.A. Production of materials with periodically arranged microparticles by photopolymerization of patterns formed at parametric excitation of capillary surface waves // Physics of Wave Phenomena. 2011. V. 19. № 1. P. 68-73.