ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ЛИБРАЦИЙ НА ФОРМУ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ
Автор: Марина Андреевна Петухова
Соавторы: Виктор Геннадьевич Козлов
Организация: Лаборатория вибрационной гидромеханики, Пермский Государственный Гуманитарно-Педагогический Университет, Пермь
Целью исследования является экспериментальное и теоретическое изучение динамики границы раздела жидкостей различной плотности с высоким контрастом вязкостей в вертикальном тонком щелевом зазоре, совершающем модулированное вращение вокруг горизонтальной оси, в зависимости от частоты модуляции скорости. Как следует из результатов исследования, малый поперечный размер канала и разное по величине вязкое взаимодействие жидкостей со стенками канала играют определяющую роль в рассматриваемой задаче.
В [1] было обнаружено, что при заданной скорости вращения повышение амплитуды модуляции скорости приводит к пороговому возникновению рельефа в виде регулярной системы холмов на исходно осесимметричной межфазной границе, которая формируется в центробежном силовом поле. В течение периода вершины холмов вязкой жидкости совершают малой амплитуды покачивания, за исключением этого холмы остаются неподвижными в системе отсчета вращающейся полости.
В настоящей работе обнаружено, что положение границы раздела, порог устойчивости и форма надкритического рельефа на границе зависят от относительной частоты либраций. Показано, что при определенных соотношениях частот, в частности, при совпадении частот либрации и вращения кюветы, граница раздела жидкости теряет свою осевую симметрию, сформированную под действием центробежной силы. Центрифугированная вязкая жидкость смещается к границе кюветы. Дано теоретическое описание данного явления. Показано, что нарушение осевой симметрии вязкого включения связано с осредненным действием внешнего статического силового поля (силы тяжести). Нарушение осевой симметрии невозмущенной границы раздела, в свою очередь, оказывает определяющее влияние на порог устойчивости границы раздела и структуру возникающего рельефа (Рис.1), который становится асимметричным.
