К 60-летию Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау. Обзоры актуальных проблем
Нелинейная генерация течений волнами на поверхности жидкости
С.С. Вергелес†а,б,
А.А. Левченко‡в,
В.М. Парфеньев§а,б аИнститут теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, просп. Академика Семенова 1А, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация бНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация вИнститут физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация
Затухание поверхностных волн из-за вязкой диссипации сопровождается возбуждением медленных вихревых течений благодаря сохранению полного импульса. Мы представляем теоретическую модель для волн малой амплитуды, объясняющую эксперименты по генерации вихревых течений скрещенными волнами. Особое внимание уделено влиянию поверхностных загрязнений, которое учтено в рамках модели тонкой жидкой эластичной плёнки, приводящей к усилению диссипации волн и интенсификации вихревых течений. При увеличении амплитуды течений необходимо учитывать их взаимодействие с волнами. Предложена теоретическая схема, описывающая данное взаимодействие, с демонстрацией её применимости к классическим задачам: волнам Гуйона, распространению коротких волн навстречу течению и циркуляции Ленгмюра. В заключение описаны экспериментальные данные для турбулентного режима генерации течений, реализующегося при достаточно большой амплитуде волн, и обозначены открытые вопросы в этом направлении.
Ключевые слова: волны на поверхности жидкости, поверхностная плёнка, вихревое течение, массовый транспорт, дрейф Стокса, виртуальное волновое напряжение, вихревая сила, рассеяние и преломление волн PACS:05.45.−a, 92.10.hb () DOI: URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/11/e/ Цитата: Вергелес С С, Левченко А А, Парфеньев В М "Нелинейная генерация течений волнами на поверхности жидкости" УФН195 1199–1220 (2025)
Поступила: 30 марта 2025, доработана: 3 августа 2025, одобрена в печать: 5 августа 2025