С.В. Кияшко1, В.О. Афенченко2, А.В. Назаровский3

1-3 Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН) (г. Нижний Новгород, Россия)

Постановка проблемы. Cистемы с неустойчивостью и при наличии нелинейности подвержены мультистабильности. Во время исследования процессов, происходящих в реальных средах, необходимо определить условия, при которых возникают пути, приводящие к какому-либо состоянию равновесия, а также найти новые устойчивые состояния. Однако в распределенных системах они могут различаться и пространственной структурой поля.

Цель. Провести экспериментальное исследование особенностей генерации многозаходных стоячих спиральных волн на поверхности слоя вязкой жидкости в осциллирующем поле тяжести.

Результаты. Представлены результаты экспериментального исследования процесса генерации многозаходных стоячих спиральных волн на поверхности слоя вязкой жидкости, помещенного в кювету с неоднородной границей. Показано, что если на границе кюветы содержатся неоднородности треугольной формы в виде уступов на стенке, то во фронте возбуждения появятся дефекты, которые будут двигаться к центру кюветы, что и приводит к образованию многозаходной спиральной волны. Исследован процесс генерации многозаходных спиральных волн в зависимости от параметров неоднородности на границе. Установлено, что наиболее эффективна неоднородность с высотой уступа, близкой к длине волны возбуждающихся спиральных структур, и при наклоне короткой стороны к границе кюветы, близком к прямому углу.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при исследовании процессов установления устойчивых режимов в активных средах при сильной конкуренции и наличии сложных границ, а также при изучении формирования двумерных структур из проводящих частиц, способных рассеивать электромагнитные волны.

Кияшко С.В., Афенченко В.О., Назаровский А.В. Многозаходные спиральные волны при параметрическом возбуждении в кювете с неоднородной границей // Нелинейный мир. 2022. Т. 20. №4. С. 30-37. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202204-03

1. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука. 1984.
2. Kiyashko S.V., Korzinov L.N., Rabinovich M.I., Tsimring L.S. Rotating spirals in a Faraday experiment // Phys. Rev. E. 1996. V. 54. № 5. P. 5037.
3. Кияшко С.В., Афенченко В.О., Назаровский А.В. Генерация спиральных волн при параметрическом возбуждении в кювете с неоднородной границей // Нелинейный мир. 2015. № 7. C. 76-80.
4. Афенченко В.О., Кияшко С.В., Пискунова Л.В. Движение фронта при конкуренции роликовых доменов параметрически связанных волн // Известия РАН. Сер. Физика. 2004. Т. 68. № 12. С. 1771-1775.
5. Матусов П.А., Цимринг Л.Ш. Распространение фронта параметрически возбуждаемой капиллярной ряби // Препринт № 225. Горький: ИПФ АН. 1988.
6. Кияшко С.В., Афенченко В.О., Назаровский А.В. Динамика роликовых доменов при параметрическом возбуждении капиллярных волн в квадратной кювете с закругленным углом и внутренними границами // Нелинейный мир. 2018. Т. 16. № 6. C. 3-9.