О влиянии неосесимметричных инерционных волн на осредненную циркуляцию жидкости во вращающемся цилиндре | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 91. DOI: 10.17223/19988621/91/13

О влиянии неосесимметричных инерционных волн на осредненную циркуляцию жидкости во вращающемся цилиндре

Экспериментально исследуется динамика неосесимметричных инерционных волн во вращающейся цилиндрической полости. Для поддержания волнового движения скорость вращения периодически меняется по гармоническому закону (либрации). Обнаружено три различных режима: нерезонансная бегущая волна, резонанс неосесимметричной инерционной моды в виде стоячей волны и резонансный режим бегущей волны. Отражение волн от боковой границы полости приводит к генерации в динамическом пограничном слое осредненного течения, структура которого определяется режимом пульсационного течения.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 3

Ключевые слова

вращение, либрации, инерционные волны, инерционные моды, осредненные течения

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Ширяева Мария Андреевна	Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет	аспирант кафедры физики и технологии физического факультета	shiryaeva_ma@pspu.ru
Субботин Станислав Валерьевич	Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет	кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории вибрационной гидромеханики	subbotin_sv@pspu.ru

Всего: 2

Ссылки

Гринспен Х. Теория вращающихся жидкостей. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 304 с.

Messio L., Morize C., Rabaud M., Moisy F. Experimental observation using particle image velocimetry of inertial waves in a rotating fluid // Experiment. Fluids. 2008. V. 44. P. 519-528.

Boisson J., Lamriben C., Maas L.R.M., Cortet P.P., Moisy F. Inertial waves and modes excited by the libration of a rotating cube // Phys. Fluids. 2012. V. 24 (7). Art. 076602.

Borcia I.D., Abouzar G.V., Harlander U. Inertial wave mode excitation in a rotating annulus with partially librating boundaries // Fluid Dyn. Res. 2014. V. 46. Art. 041423.

Maas L.R.M., Benielli D., Sommeria J., Lam F.P.A. Observation of an internal wave attractor in a confined, stably stratified fluid // Nature. 1997. V. 388. P. 557-561.

Manders A.M.M., Maas L.R.M. Observations of inertial waves in a rectangular basin with one sloping boundary //j. Fluid Mech. 2003. V. 493. P. 59-88.

Сибгатуллт И.Н., Ерманюк Е.В. Аттракторы внутренних и инерционных волн (обзор) // Прикладная механика и техническая физика. 2019. Т. 60, № 2. С. 113-136.

Rieutord M., Georgeot B., Valdettaro L. Inertial waves in a rotating spherical shell: attractors and asymptotic spectrum //j. Fluid Mech. 2001. V. 435. P. 103-144. 10.1017/ S0022112001003718.

Wu K., Welfert B.D., Lopez J.M. Librational forcing of a rapidly rotating fluid-filled cube //j. Fluid Mech. 2018. V. 842. P. 469-494.

Wu K., Welfert B.D., Lopez J.M. Reflections and focusing of inertial waves in a librating cube with the rotation axis oblique to its faces //j. Fluid Mech. 2020. V. 896. Art. A5.

Wu K., Welfert B.D., Lopez J.M. Reflections and focusing of inertial waves in a tilted librating cube //j. Fluid Mech. 2022. V. 947. Art. A10.

Wang C.Y. Cylindrical tank of fluid oscillating about a steady rotation //j. Fluid Mech. 1970. V. 41. P. 581-592.

Busse F.H. Zonal flow induced by longitudinal librations of a rotating cylindrical cavity // Physica D. 2011. V. 240 (2). P. 208-211.

Noir J., Calkins M.A., Lasbleis M., Cantwell J., Aurnou J.M. Experimental study of libration-driven zonal flows in a straight cylinder // Phys. Earth Planet.Inter. 2010. V. 1-2. P. 98-106.

Subbotin S. V., Dyakova V. V. Inertial waves and steady flows in a liquid filled librating cylinder // Microgravity Sci. Technol. 2018. V. 30 (4). P. 383-392.

Subbotin S. Non-axisymmetric flow excited by fluid oscillations in a rotating cylinder with sloping ends //j. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1809. Art. 012015. 10.1088/1742-6596/ 1809/1/012015.

Thielicke W., Stamhuis E.J. PIVlab - Time-Resolved Digital Particle Image Velocimetry Tool for MATLAB (version: 2.50).

Subbotin S., Shiryaeva M. Steady vortex flow induced by inertial wave attractor in a librating cylinder with sloping ends // Microgravity Sci. Technol. 2022. V. 34 (5). Art. 89. 10.1007/s12217-022- 10008-x.

Subbotin S. Steady circulation induced by inertial modes in a librating cylinder // Phys. Rev. Fluids. 2020. V. 5 (1). Art. 014804.

Sauret A., Cébron D, Le Bars M., Le Dizès S. Fluid flows in a librating cylinder // Phys. Fluids. 2012. V. 24. Art. 026603.