Многозаходные спиральные волны при параметрическом возбуждении в кювете с неоднородной границей

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.