Взаимодействие фоновых внутренних волн и следа за сферой при ее горизонтальном движении в стратифицированной жидкости

Аннотация

Приводятся результаты экспериментального исследования взаимодействия фоновых внутренних волн и процессов, вызванных движением сферы в стратифицированной по плотности жидкости. Рассмотрены два типа стратификации: профиль с распределением плотности, близким к линейному, и профиль с распределением плотности, содержащим пикноклин конечной толщины. При проведении исследования использовались контактные методы и теневой шлирен-метод. Выполнена статистическая обработка полученных экспериментальных данных, включающая цифровой анализ теневых изображений течений жидкости и спектральный анализ. Наличие в жидкости фоновых внутренних волн приводит к трансформации следа за сферой. Наличие фоновых внутренних волн свидетельствует о более интенсивном вихревом переносе в жидкости вследствие взаимодействия вихревых движений от двух различных источников. При движении вблизи пикноклина область резкого градиента плотности жидкости препятствует распространению возмущений к свободной поверхности. Показано, что процессы взаимодействия фоновых внутренних волн и следа за сферой при ее горизонтальном движении в стратифицированной жидкости играют важную роль в формировании структуры как турбулентных, так и волновых движений стратифицированной жидкости. Существенное значение при этом имеет тип плотностной стратификации.