Слой смешения в двухслойных спутных течениях стратифицированной жидкости
В.Ю. Ляпидевский, А.А. Чесноков
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
liapid@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: слой смешения, мелкая вода, внутренние волны, приближение Буссинеска
Страницы: 122-134
Аннотация
Предложены две нелинейные модели, описывающие в длинноволновом приближении формирование и эволюцию слоя смешения между двумя сонаправленными потоками стратифицированной жидкости в рамках трехслойного представления течения. Обе модели имеют близкую структуру, и в приближении Буссинеска уравнения движения единообразно записываются в виде системы неоднородных законов сохранения. Определены скорости распространения возмущений и сформулированы понятия докритического (сверхкритического) течения. Построены непрерывные и разрывные решения моделей. Показано, что при достаточно большой разности скоростей сонаправленных потоков стационарный слой смешения монотонно расширяется, при этом реализуется режим максимального вовлечения. При уменьшении начальной разности скоростей спутных потоков формируется осциллирующее стационарное решение и структура слоя смешения принимает волновой характер. Для одного из режимов течения проведено сравнение полученных решений с экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF20220614 |
