, , , , ,

"Динамика разреженных газов из бризеров на поверхности глубокой воды и формирование связных когерентных структур". Дмитрий Игоревич Качулин, НГУ, 29.10.2021

nsu_dikachulin_202110.pdf

Состав коллектива

Аннотация

Численно изучена динамика разреженных газов из когерентных структур - бризеров - на поверхности глубокой жидкости. В модели суперкомпактного уравнения Захарова для однонаправленных волн показано, что после многочисленных парных столкновений бризеров в таких «солитонных»газах остаётся только один из них. Обнаружено, что несмотря на то, что фаза играет определённую роль в динамике однократного парного столкновения таких объектов, она не оказывает влияния на результат долговременной динамики разреженного газа. В результате исследования было обнаружено два основных сценария взаимодействия когерентных структур. В первом сценарии один из бризеров поглощал другой в процессе каждого парного столкновения до тех пор, пока на поверхности жидкости не оставался один бризер. Во втором сценарии в результате столкновения наблюдалось формирование связанной периодически осциллирующей структуры, напоминающей би-солитонное решение нелинейного уравнения Шрёдингера.

Проведено исследование по нахождению связанных периодически осциллирующих когерентных структур на поверхности глубокой воды в рамках как приближенной модели - суперкомпактного уравнения Дьяченко-Захарова - так и в рамках точной системы нелинейных уравнений для потенциальных течений идеальной несжимаемой жидкости, записанных в конформных переменных. Для получения таких связанных структур разработан численный алгоритм, включающий процедуру демпфирования излучения и регулировки скорости. Результаты показали, что в обеих нелинейных моделях для поверхностных волн после выключения демпфирования на поверхности жидкости остается периодически колеблющаяся связанная структура, которая стабильно распространяется на протяжении сотен тысяч характерных волновых периодов без потери энергии.

Грантовая поддержка

Публикации