Динамика вихревых петель после реконнекции в сверхтекучем гелии при различных температурах

Abstract

Работа посвящена численному моделированию динамики вихревых петель в сверхтекучем гелии после их реконнекции при различных температурах. Моделирование проведено в рамках метода вихревой нити c использованием полного уравнения Био–Савара. Установлено, что динамика вихревых петель существенно зависит от начального расположения петель и температуры, что выражается в количестве и размере образованных петель, амплитуде и характере затухания волн Кельвина, а также скорости движения образованных петель и их отдельных элементов. Зависимость расстояния между ближайшими элементами образованной вихревой петли от времени описывается степенным законом с показателем степени 1/2, как и до момента реконнекции

Роботу присвячено чисельному моделюванню динаміки вихрових петель в надплинному гелії після їх реконекції при різних температурах. Моделювання проведено в рамках методу вихрової нитки з використанням повного рівняння Біо– Савара. Встановлено, що динаміка вихрових петель істотно залежить від початкового розташування петель та температури, що виражається в кількості та розмірі утворених петель, амплітуді та характері загасання хвиль Кельвіна, а також швидкості руху утворених петель та їх окремих елементів. Залежність відстані між найближчими елементами утвореної вихрової петлі від часу описується степеневим законом з показником степені 1/2, як і до моменту реконекції.

This paper is devoted to the numerical modeling of the dynamics of vortex loops in superfluid helium after their reconnection at different temperatures. The simulation was performed within the vortex filament method using the full Biot–Savar equation. It is established that the dynamics of the vortex loops essentially depend on the initial location of the loops and the temperature, which is expressed in the number and size of the formed loops, the amplitude and character of the attenuation of the Kelvin waves, as well as the speed of the loops and their individual elements. However, the dependence of the distance between the nearest elements formed by a vortex loop from time is described by a power law with exponent equal to 1/2, as before the moment of reconnection.