ИНСТИТУТУ НУЖНА ПОМОЩЬ
ИГМ НАНУ пострадал от атаки рашистских дронов
ГИДРОДИНАМИКА И АКУСТИКА
2021 ◊ Том 2 (92) ◊ Номер 1 ◊ с. 68-93
А. А. Рябенко*
* Национальный университет водного хозяйства и природопользования, Ровно, Украина
Исследование кноидальних волн на воде с учетом негидростатикив их начальных сечениях
Gidrodin. akust. 2021, 2(1):68-93
ЯЗЫК ТЕКСТА: Украинский
АННОТАЦИЯ
Цель работы состоит в построении математической модели кноидальных волн и других типов околокритических течений, которая бы адекватно отражала физическую природу этих явлений и учитывала возможную негидростатику в их начальном сечении. Детальный анализ накопленной информации о кноидальных волнах проведен с позиций более общей теории околокритических течений жидкости. Выявлен ряд недостатков существующих взглядов на проблему кноидальных волн. Показано, что кноидальные волны и другие типы околокритических течений жидкости в ряде случаев нельзя однозначно описать только одним характерным параметром - числом Фруда в начальном сечении. Этот вывод хорошо аргументирован приведенными результатами экспериментальных исследований. Построена концептуально новая математическая модель волнообразных околокритических течений, в явном виде учитывающая возможное негидростатическое распределение давления в их начальных сечениях. На основе предложенной модели выведено дифференциальное уравнение кривой свободной поверхности потока и получено его общее решение в виде кноидальных волн. Определены условия существования этих волн в зависимости от двух факторов - числа Фруда и коэффициента негидростатичности в начальном сечении. Показано, что периодические кноидальные волны могут существовать при числах Фруда в их начальных сечениях меньших, равных и больших единицы. В дополнение к этому обязательным условием существования рассматриваемых волн является наличие негидростатики в их начальном сечении. При этом кривая свободной поверхности здесь должна быть вогнутой, а коэффициент негидростатичности - больше единицы. Для проверки полученных результатов проведен большой объем экспериментальных исследований неподвижных периодических кноидальных волн. Полученные данные полностью подтвердили принципиальную правильность построенной математической модели.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
кноидальные волны, математическая модель, околокритические течения, негидростатическое распределение давления, уединенная волна