Instability of a two-layer system with deformable interfaces under laser beam heating

Для анализа характеристик течений, возникающих в двухслойной системе под действием интенсивной тепловой нагрузки, индуцированной лазерным пучком на свободной границе, изучается новая нестандартная задача термокапиллярной конвекции. Представлено описание физических экспериментов, параметрами которых являются: отношения толщин жидких слоев, типы рабочих жидкостей, коэффициенты поглощения сред. Особое внимание в экспериментах уделяется изучению влияния геометрии системы, когда изменяется толщина одного из жидких слоёв. Теоретическое исследование включает построение математической модели, ее апробацию на основе данных физических экспериментов и разработку эффективного численного алгоритма для проведения расчётов. Изучается эволюция поверхностей раздела и возможность описания с помощью предложенной математической модели затухающих колебаний, впервые обнаруженных авторами в экспериментах. Результаты численного исследования структуры и природы конвективных течений в горизонтальной двухслойной системе жидкость – жидкость типа "силиконовое масло – глицерин" и сравнение полученных экспериментальных и теоретических данных позволяют подтвердить непротиворечивость и адекватность разработанной математической модели, проанализировать особенности тепломассопереноса, обусловленного действием локального теплового источника на верхней свободной границе.