Экспериментальные исследования влияния сдвиговых стратифицированных течений на развитие вихревых колец

Abstract

Приведены результаты экспериментальных исследований трансформации вихревых структур (вихревых колец) в ламинарном сдвиговом стратифицированном потоке жидкости. Показано, что стратификация приводит к уменьшению высоты подъема кольца при эжекции кольца вертикально вверх поперек потока. Установленно, что поведение колец в сдвиговом потоке резко отличается от поведения тех же колец в неподвижной жидкости. Обнаружено, что две уединенные волны, которые двигаются вдоль ядра кольца навстречу друг другу, возникают под влиянием сдвига. Это приводит к разбросу траекторий колец.

Приведено результати експериментальних дослiджень трансформацiї вихрових структур (вихрових кiлець) у ламiнарному зсувному стратифiкованому потоцi рiдини. Виявлено, що стратифiкацiя приводить до зменшення висоти пiд'йому кiльця, коли кiльце ежектується вертикально вгору впоперек до потоку стратифiкованої рiдини. Також встановлено, що поведiнка кiлець у зсувному потоцi рiзко вiдмiнна вiд поведiнки тих же кiлець у нерухомiй рiдинi - у ядрi кiльця створюються двi вiдокремленi хвилi, якi рухаються назустрiч одна однiй. Це приводить до того, що траекторiї кiлець мають розходження.

The results of the experimental investigations of the vortical structure (vortical ring) transformation in laminar shear stratified flow are presented. It is shown that the stratification action causes the decrease of the height of vortex ring lift when the ejection is executed in vertical direction across flow. It is found that the behaviour of vortex rings in shear flow substantially differ from the behaviour of the vortex rings in stationary fluid. It is demonstrated that two solitary waves traveling along the ring core are arosen. This leads to the scattering of the ring trajectories.