Кафедра теоретической физики

21 февраля в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1539

Тепло- и массоперенос в текучих средах с зависимостью параметров от локальных характеристик

(представление диссертации на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук по специальности 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы)

М.И. Петухов

17 января в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1536

Инерционные волны и осредненные течения в неравномерно вращающемся цилиндре

C.В. Субботин

Экспериментально исследуется динамика жидкости в неравномерно вращающемся (либрирующем) цилиндре. В отсутствие либраций жидкость совершает твердотельное вращение вместе с полостью. Либрации полости приводят к возникновению осредненного азимутального вращения жидкости. При этом в области частот, где инерционные волны отсутствуют, угловые колебания возбуждают интенсивные тороидальные потоки в углах полости. Если частота либраций вдвое меньше средней частоты вращения, в углах полости рождаются инерционные волны. Осциллирующее движение, связанное с распространением инерционной волны, приводит к возникновению дополнительного осредненного течения в пограничном слое на боковой стенке полости. Показано, что интенсивность осредненного азимутального течения, а также интенсивность потоков на боковой стенке полости, возбуждаемого инерционными волнами, пропорциональна квадрату амплитуды либраций.

13 декабря в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1534

Структура и интенсивность хемоконвективного течения в условиях постоянного и переменного инерционного поля

Е.А. Мошева, ИМСС УрО РАН

Экспериментально исследуется влияние высокочастотных вертикальных вибраций на динамику фронтальной реакции нейтрализации, протекающей в двухслойной системе смешивающихся жидкостей в ячейке Хеле-Шоу. В докладе обсуждаются результаты, касающиеся интенсивности течения, его структуры и возможности стабилизации.

8 ноября в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1532

Возникновение и разрушение квазипериодической пространственной структуры в задаче реакция-конвекция с концентрационно-зависимой диффузией

Д.А. Брацун

Универсальные сценарии перехода к хаосу в сосредоточенных динамических системах к настоящему моменту хорошо изучены. К типичным сценариям относятся каскад бифуркаций удвоения периода (сценарий Фейгенбаума), разрушение тора малой размерности (сценарий Рюэля–Такенса) и переход через перемежаемость (сценарий Помо–Манневилля). В более сложных пространственно–распределённых динамических системах нарастающая с изменением параметра сложность поведения по времени тесно переплетается с формированием пространственных структур. Однако, вопрос о том, могут ли в каком-то сценарии пространственная и временная оси полностью поменяться ролями, до сих пор остаётся открытым. В работе впервые предлагается математическая модель конвекции – реакции – диффузии, в рамках которой реализуется пространственный аналог перехода к хаосу через разрушение квазипериодического режима (“сценарий Рюэля–Такенса”). Исследуемая физическая система представляет собой водные растворы кислоты и основания, помещенные в вертикально ориентированную ячейку Хеле–Шоу и в начальный момент времени разделенные по пространству. При приведении растворов в контакт начинается фронтальная реакция нейтрализации второго порядка, которая сопровождается выделением соли. Процесс характеризуется сильной зависимостью коэффициентов диффузии реагентов от их концентрации, что приводит к возникновению двух (или более) локальных зон пониженной плотности, в которых независимо зарождаются хемо–конвективные движения жидкости. Конвективные слои разделены прослойкой неподвижной жидкости, но они могут влиять друг на друга посредством диффузии реагентов через прослойку. Формирующаяся структура представляет собой модулированную стоячую волну, которая в своей дальнейшей эволюции повторяет последовательность бифуркаций разрушения двумерного тора. При этом пространственная ось, направленная вдоль фронта реакции, выполняет роль эффективного времени, а само время играет роль управляющего параметра. Описанная динамическая система, в которой временная и пространственная оси меняются местами, является экспериментально реализуемой.

25 октября в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1531

Оценка предельных максимумов дождевых осадков физическими методами на основе спутниковых и радиолокационных данных наблюдений (на примере Среднего Урала)

Д.Е. Клименко, кафедра гидрологии и охраны водных ресурсов ПГНИУ

Рассматриваются способы оценки предельных максимумов ливневых осадков (PMP – Probability Maximum Precipitation) Среднего Урала на основе совместного использования аэрологической, спутниковой и радиолокационной информации. Рассматриваемый способы оценки представляют собой альтернативу статистическим методам расчета гидрометеорологических характеристик, используемым в мировой практике. В связи с этим расчетные величины PMP для ряда метеостанций сопоставлены с максимумами, определенными статистическим методом Хершфилда и с величинами заданных вероятностей превышения, определенных с использованием лог-нормального закона распределения. Установлено, что предельные максимумы, определенные физическими методами, близки к величинам вероятности превышения 0,01-0,001%, определенным с использованием лог-нормального распределения. Поскольку оценка предельных максимумов производится на основе предельного водосодержания облачных систем или предельных конвективных скоростей, основное внимание уделено способам оценки этих характеристик (а также высот верхней границы облаков и вертикального распределения температуры в тропосфере). Для перехода от предельной интенсивности осадков за сутки к величинам другой продолжительности использованы параметры кривых редукции ливней, установленные авторами для данной территории. Методика оценки предельных максимумов ливневых осадков может быть успешно использована в инженерной практике расчетов предельных максимумов ливневого стока малых рек.

11 октября в 15¹⁵, в ауд. 341/1 состоится заседание Пермского городского гидродинамического семинара №1529

Движение концентрационного фронта и адсорбция примеси при прокачке наножидкости через пористую среду

А.И. Меньшиков, В.А. Демин, Б.С. Марышев

Выполнено прямое численное моделирование процесса фильтрации наножидкости через пористую среду. Исследовано явление закупорки пор материала за счет адсорбции наночастиц на стенках каналов. Теоретическое описание фильтрационного процесса основывается на законе Дарси с учетом переменной пористости и проницаемости среды, которые связаны формулой Козени-Кармана. В модели учитывается нелинейный эффект в виде обратной связи, когда закупорка в еще большей степени уменьшает скорость фильтрации и тем самым усиливает адсорбцию примеси. Показано, что изменение распределения иммобильной примеси в пористом материале определяется динамикой концентрационного фронта, крутизна и скорость движения которого зависят от соотношения параметров задачи: коэффициента диффузии, параметров адсорбции-десорбции и перепада давления на входе и выходе пористого материала. Результаты расчетов, полученные в рамках рассматриваемой модели, хорошо согласуются с экспериментальными данными по пропитке пористых материалов искусственного происхождения.