RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Труды Математического института имени В. А. Стеклова // Архив

Труды МИАН, 2023, том 322, страницы 146–156 (Mi tm4346)

О волнах на поверхности неустойчивого слоя вязкой жидкости, стекающего по искривленной поверхности

А. Г. Куликовскийa, Ю. С. Зайкоb

a Математический институт им. В.А. Стеклова Российской академии наук, Москва, Россия
b Институт механики, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

Аннотация: Рассматривается эволюция линейных волн малых возмущений неустойчивого течения слоя вязкой жидкости, текущего по искривленной поверхности. Предполагается, что источником возмущений являются начальные условия, заданные в малой области (в пределе — в виде $\delta $-функции), либо локализованное мгновенное внешнее воздействие. Поведение возмущений описывается осредненными по толщине слоя уравнениями гидродинамики, учитывающими скатывающую силу и трение о дно (уравнениями Сен-Венана). Изучается асимптотическое поведение одномерных возмущений при больших временах. Наклон поверхности к горизонту считается медленно меняющейся функцией пространственной переменной. Основное внимание уделяется амплитуде возмущений как функции времени и пространственной переменной. Используемый метод исследования асимптотики возмущений основан на применении метода перевала и является простым обобщением хорошо известного метода нахождения асимптотики возмущений, развивающихся на однородном фоне. Показана эквивалентность этого метода методу, основанному на использовании приближенного метода ВКБ при построении решений дифференциальных уравнений. При построении асимптотик может оказаться удобным считать $x$ действительной величиной, а времени $t$ позволять принимать комплексные значения.

Ключевые слова: линейные волны, слой жидкости, течение по поверхности, неустойчивость, асимптотика, метод перевала, метод ВКБ.

УДК: 532.5

Поступило в редакцию: 25 февраля 2023 г.
После доработки: 20 марта 2023 г.
Принята к печати: 18 апреля 2023 г.

DOI: 10.4213/tm4346


 Англоязычная версия: Proceedings of the Steklov Institute of Mathematics, 2023, 322, 140–150

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024