Длинные волны в двухслойной вихревой жидкости под крышкой

Рассмотрена математическая модель вихревого движения идеальной двухслойной жидкости в узком прямом канале. Движение жидкости в эйлерово-лагранжевой системе координат описывается квазилинейными интегродифференциальными уравнениями. Найдены преобразования системы уравнений движения, в результате которых стало возможным применение общего метода исследования интегродифференциальных уравнений теории длинных волн, основанного на обобщении понятий характеристик и гиперболичности для систем с операторными коэффициентами. Получено и исследовано характеристическое уравнение. Сформулированы необходимые условия гиперболичности системы уравнений движения для течений с монотонным по глубине профилем скорости. Показано, что вопрос о получении достаточных условий гиперболичности эквивалентен решению некоторого сингулярного интегрального уравнения. Отдельно рассмотрен случай сильного скачка плотности (в нижнем слое тяжелая жидкость, а в верхнем достаточно легкая). Проведено моделирование, в результате которого система уравнений движения упростилась, но не потеряла физического смысла. Для этой системы даны необходимые и достаточные условия гиперболичности.