logo
MechMath
Механика и прикладная математика

Учебно-образовательная физико-математическая библиотека

Поиск по библиотеке:
Библиотека > Книга

Книга

Калиниченко В.А., Нестеров С.В. Волны Фарадея в гидродинамике – теория и эксперимент. М.: Перо, 2025. (ISBN 9785002583744)

Скачать: pdf (9.18 M)

Автор(ы):Калиниченко В.А., Нестеров С.В.
Название:Волны Фарадея в гидродинамике – теория и эксперимент
Издательство:М.: Перо
Год:2025
ISBN:9785002583744
Аннотация:Монография посвящена изучению поверхностных и внутренних волн Фарадея, возбуждаемых в вертикально колеблющемся сосуде с жидкостью. Рассматриваются закономерности и особенности возбуждения этих волн в однородной и двухслойной жидкости. Особое внимание уделено малоизученным в теории нелинейных волн эффектам – эффекту критической глубины, явлению массопереноса в стоячих волнах и механизмам их разрушения и регуляризации. Представлены теоретические модели, описывающие наблюдаемые в эксперименте явления. Для специалистов, занимающихся задачами волновых движений жидкости, нелинейными колебаниями и другими вопросами механики жидкости и газа, а также для аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.
Оглавление:ПРЕДИСЛОВИЕ.....6
Список литературы.....15

Глава 1. МЕТОД КРЫЛОВА–БОГОЛЮБОВА.....22
1.1. Автономные колебательные системы с одной степенью свободы.....22
1.2. Пример: математический маятник.....24
1.3. Автономная система с отрицательным трением.....25
1.4. Возбуждение колебаний внешним периодическим воздействием.....27
1.5. Параметрические колебания физического маятника – эксперимент и сравнение с теорией.....30
Список литературы.....33

Глава 2. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ СТОЯЧИХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В ЖИДКОСТИ.....34
2.1. Описание метода.....35
2.1.1. Экспериментальная установка.....35
2.1.2. Теоретическая модель волн Фарадея.....39
2.2. Волны Фарадея в эксперименте.....43
2.2.1. Поверхностные волны.....44
Диаграммы устойчивости и резонансные зависимости.....45
Эффект критической глубины жидкости.....50
Регулярные волны Фарадея максимальной высоты.....54
Эффекты вязкого затухания.....62
Разрушение волн Фарадея и формирование струйного всплеска.....70
Волны Фарадея при гармоническом резонансе.....90
2.2.2. Внутренние волны.....94
Постановка эксперимента.....94
Диаграммы устойчивости.....95
Резонансные зависимости.....100
Эффекты вязкого затухания.....103
Развитие сдвиговой неустойчивости в приузловых областях внутренней волны Фарадея. Срыв колебаний.....107
Составные внутренние волны Фарадея.....116
2.3. Вторичные стационарные течения в волнах Фарадея.....119
Постановка эксперимента.....120
Массоперенос в стоячих поверхностных волнах.....120
Массоперенос в стоячих внутренних волнах.....129
Список литературы.....132

Глава 3. МЕТОД УСКОРЕННОЙ СХОДИМОСТИ В ЗАДАЧАХ О КОЛЕБАНИЯХ ЖИДКОСТИ ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА.....139
3.1. Метод ускоренной сходимости для решения задачи Штурма-Лиувилля.....139
3.1.1. Постановка задачи Штурма-Лиувилля.....139
3.1.2. Примеры.....141
3.1.3. Краевые условия второго рода.....142
3.1.4. Краевые условия третьего рода.....144
3.1.5. Заключительные замечания.....145
3.2. Длинные волны в прямоугольном канале с резким изменением рельефа дна и стенок.....146
3.2.1. Постановка задачи и алгоритм численно-аналитического метода.....147
3.2.2. Локальные особенности дна.....151
3.2.3. Локальные особенности стенок и дна.....167
3.3. Колебания жидкости в круговом цилиндре с возвышением на дне.....177
3.4. Колебания жидкости в сосуде с треугольным основанием.....187
Список литературы.....196

Глава 4. РЕГУЛЯРИЗАЦИЯ РАЗРУШАЮЩИХСЯ ВОЛН ФАРАДЕЯ.....199
4.1. Вязкая регуляризация – задача Л.Н. Сретенского.....199
4.1.1. Дисперсионное уравнение.....200
4.1.2. Решение дисперсионного уравнения.....202
4.1.3. Применение результатов анализа в эксперименте с волнами Фарадея.....206
4.2. Гравитационные баротропные волны в двухслойной жидкости.....211
4.2.1. Постановка эксперимента.....212
4.2.2. Результаты и обсуждение.....214
4.3. Регуляризация разрушающихся волн Фарадея слоем плавающих частиц.....229
4.3.1. Постановка эксперимента.....230
4.3.2. Регуляризация, предельная крутизна и затухание волн.....232
4.3.3. Динамика слоя плавающих частиц.....237
4.4. Изгибно-гравитационные волны Фарадея.....244
4.4.1. Постановка эксперимента.....245
4.4.2. Профили и собственные частоты изгибно-гравитационных волн.....247
4.4.3. Резонансные зависимости, предельная крутизна и затухание изгибно-гравитационных волн.....258
Список литературы.....261