Гидродинамическая неустойчивость и спектр возмущений бинарных систем
Э. М. Захаров, В. Н. Капранов, А. И. Русин, А. К. Червинский
Аннотация:
В рамках термодинамики необратимых процессов прямым
методом Ляпунова исследована устойчивость механически равновесных
стационарных состояний несжимаемых бинарных жидкостей с переменной вязкостью
в полостях с непроницаемыми и недеформируемыми границами, когда
неизотермичность вызывается и внешним, и внутренним разогревом. Получен
термодинамический критерий реализации монотонных возмущений — реализуются
только такие монотонные возмущения, для которых относительное производство
избыточной энтропии максимально. Показано, что в полости с теплоизолированными
границами, как и в случае постоянных вязкости и температурного градиента,
задача нахождения критических монотонных возмущений сводится к нахождению
критических монотонных возмущений однокомпонентной жидкости, а для постоянного
температурного градиента при подогреве снизу
и ${\beta=\frac{\text{Pr}}{\text{Sc}}=\frac{\text{D}}{\varkappa}\ne1}$
для малых коэффициентов Соре ST принцип смены устойчивости выполняется как
для ST > 0, так и ST < 0. Найдено, что в плоских горизонтальных каналах
с симметричными теплоизолированными границами в поле параллельного силе
тяжести постоянного температурного градиента в случае линейной зависимости
вязкости от температуры при подогреве снизу критические числа Релея
и волновые числа монотонной неустойчивости не
зависят от знака параметра неоднородности вязкости.