Динамика пятна тяжелых частиц на дне тонкого слоя вязкой жидкости в поле параметрически возбуждаемых стоячих волн
- 1,3 к.ф.-м.н., Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН)
- 2 д.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН (ИПФРАН)
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
Для цитирования
Афенченко В.О., Кияшко С.В., Назаровский А.В. Динамика пятна тяжелых частиц на дне тонкого слоя вязкой жидкости в поле параметрически возбуждаемых стоячих волн // Нелинейный мир. 2011. № 12. С. 793–801.
Список источников
- Ottino J.M. The kinematics of mixing: stretching, chaos, and turbulence. Cambridge University press. Cambridge. 1989.
- Gollub J.P. Nonlinear waves: Dynamics and transport // Physica D. 1991. V. 51. P. 501.
- Mesquita O.N., Kane S., Gollub J.P. Transport by capillary waves: Fluctuating Stokes drift // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. № 6. P. 3700.
- Ramshankar R., Berlin D., Gollub J.P. Transport by capillary waves. Part I. Particle trajectories // Phys. Fluids A 2. 1990. P. 1955.
- 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.
- 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.
- Ezersky A.B., Kiyashko S.V., Nazarovsky A.V. Bound states of topological defects in parametrically excited capillary ripples // Physica D. 2001. V. 152153. P. 310.
- Езерский А.Б., Кияшко С.В., Назаровский А.В. Перенос примеси топологическими дефектами поля параметрически возбуждаемой капиллярной ряби // Препринт №506 ИПФРАН. 1999.
- Croquette V. Convective pattern dynamics at low Prandtl number: Part II // Contemporary Physics. 1989. V. 30. № 3. P. 153.
- 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. № 56. Т. 6. С. 304313.
- 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.