Экспериментальные исследования стратификации давления в закрученном потоке под действием силы тяжести

Проведены экспериментальные исследования по стратификации давления в вертикальном закрученном водном потоке под действием силы тяжести. Целью эксперимента является уточнение механизма формирования давления в сдвиговых потоках вязкой сжимаемой жидкости. В рамках существующих представлений на развитие тепловых и гидродинамических процессов, основанных на уравнении Навье–Стокса, не существует различий в формировании давления под действием внешних массовых сил в движущейся и неподвижной среде. Если же исходить из концепции фононного механизма переноса импульса, то проявление массовых сил будет различным в движущейся и неподвижной жидкости. В этом случае в сдвиговом потоке под действием силы тяжести давление и плотность с увеличением глубины нарастает сильнее, чем в покоящейся водной среде. В работе дается теоретическое обоснование эксперимента, методика его проведения и рассматривается схема экспериментальной установки. В результате исследований получены экспериментальные данные, которые подтвердили фононный механизм формирования давления под действием силы тяжести в водном концентрированном вихре с вертикальной осью вращения.

1. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. – М., 1970. – 904 с.

2. Черный, Г. Г. Газовая динамика / Г. Г. Черный. – М., 1988. – 424 с.

3. Липман, Г. В. Элементы газовой динамики / Г. В. Липман, А. Рошко. – М., 1960. – 518 с.

4. Тютюма, В. Д. Течение вязкой сжимаемой жидкости. Концепция фононного переноса импульса / В. Д. Тютюма. – Мн., 2024. – 263 с.

5. Meshkov, E. E. Bath-tub vortex attenuation with the increase of in-vessel water level / E. E. Meshkov, A. A. Sirotkin // Physica Scripta. – 2013. – Vol. 2013, N T155. – Art. 014058. https://doi.org/10.1088/0031-8949/2013/t155/014058