Неустойчивость “невязкого пальца” в регулярных моделях пористой среды

Рассматривается вытеснение жидкости из пористой среды. Течение предполагается быстрым, т. е. число Рейнольдса, вычисленное по характерному размеру пор, велико. Если вытесняющий флюид менее плотный (например, газ), то граница раздела неустойчива. Эта неустойчивость аналогична известной неустойчивости вязкого пальца, с тем отличием, что управляющим параметром является не вязкость, а плотность. Неустойчивость продемонстрирована экспериментально на плоских слоях. В квадратных решетках взаимно перпендикулярных каналов не наблюдалось заметного ветвления пальцев, что связано с анизотропией такой искусственной пористой среды. Более близкая к обычной картина с ветвлением пальцев получена в двумерном слое шариков, который представляется более изотропным. Предложена простая модель, описывающая течение в квадратной решетке. Рассмотрена начальная стадия роста и оценен инкремент неустойчивости. Проводится качественный анализ нелинейной стадии.