Отправить статью по E-mail 
Самоиндуцированное смещение и вращение тающего ледяного диска на поверхности неподвижной воды
- Авторы: Кистович А.В.1, Чаплина Т.О.1
-
Учреждения:
- Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
- Выпуск: № 4 (2024)
- Страницы: 18-28
- Раздел: Статьи
- URL: https://rjeid.com/1024-7084/article/view/682518
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708424040025
- EDN: https://elibrary.ru/OYSVHR
- ID: 682518
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований и физического моделирования явления самопроизвольного смещения и вращения ледяного диска на поверхности неподвижной воды. Измерены зависимости скорости вращения ледяного образца от солености и глубины экспериментального контейнера. Показано, что причиной наблюдаемых движений на поверхности неподвижной воды является ячеистое конвективное течение, порождённое процессом таяния льда.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. В. Кистович
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
Email: tanya75.06@mail.ru
Россия, Москва
Т. О. Чаплина
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: tanya75.06@mail.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Nordell B., Westerstrom G. Large rotating ice discs on ice-covered rivers // Weather. 1997. № 209. P. 205–209.
- Kouraev A.V., Zakharova E.A., Rémy F., Kostianoy A.G., Shimaraev M.N., Hall N.M.J., Zdorovennov R.E., Suknev A.Y. Giant ice rings on lakes and field observations of lens-like eddies in the Middle Baikal (2016–2017) // Limnology and Oceanography. 2019. № 64(6). P. 2738–2754.
- Dorbolo S., Adami N., Dubois C., Caps H., Vandewalle N., Darbois-Texier B. Rotation of melting ice disks due to melt fluid flow // Physical Review E. 2016. № 93(3). P. 1–5
- Айзерман М.А. Классическая механика. М.: Наука, 1980. 368 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
- Bushuk M., Holland D.M., Stanton T.P., Stern A., Gray C. Ice Scallops: A Laboratory Investigation of the Ice-Water Interface // J. Fluid. Mech. 2019. P. 942–976.
- Shlien D.J. Transition of the axisymmetric starting plume cap // PhFl. 1978. V. 21. № 12. P. 2154–2158.
- Shlien D.J. Relations between point source buoyant convection phenomena// PhFl 1979. V. 22, № 12, P. 2277–2283.
- Morton B.R., Taylor G., Turner J.S. Turbulent gravitational convection from maintained and instantaneous sources // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1956. V. A234. № 1196, P. 1–23.
- Scorer R.S. Experiments on convection of isolated masses of buoyant fluid // J. Fluid. Mech. 1957. V. 2. P. 583–594.
- https://i.ytimg.com/vi/RUc-xRyBtSU/maxresdefault.jpg
- http://ecosystema.ru/Географический словарь/Полигонные грунты
- Bagnold R.A., Barndorff-Nelsen O. The pattern of natural size distributions // Sedimentology. 1980. V. 27, Issue 2, P. 199–207.
- White D.B. The planforms and onset of convection with temperature dependent viscosity // J. Fluid. Mech. 1988, V. 191. P. 247–268.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Течение под ледяным диском (d = 1.0 см, hd = 0.3 см, t = 1, 10 с).
Скачать (630KB)
3.
Рис. 2. Временная зависимость углового положения ледяных блоков (d = 2 см, h = 1 см) при различных глубинах пресной (а) и соленой (б) воды: 1–4 – Н = 5, 10, 15, 20 см.
Скачать (135KB)
4.
Рис. 3. (а) Компьютерное моделирование конвективного паркета, образованного одинаковыми всплывающими струями. (б) Фотография реальной конвективной структуры в тонком слое жидкости [11] (вид сверху).
Скачать (355KB)
5.
Рис. 4. Функция распределения числа сторон ячейки n – распределение Вейбулла (2.1).
Скачать (107KB)
6.
Рис. 5. Функция распределения периметра ячейки P – нормальное распределение со смещением (2.2).
Скачать (59KB)
7.
Рис. 6. Функция распределения площади ячейки: а) результаты статистической обработки ансамбля конвективных картин при дискретизации шага площади на величину 0.01 в диапазоне площадей S ∈[0, 1.5], б) часть рис. 6 (а) в диапазоне площадей S ∈[0, 0.12] (тёмные окружности) и аппроксимация этого распределения функцией Вейбулла Weibull (a, b, S) при a = 5.7, b = 2.2 (пунктирная кривая).
Скачать (154KB)
8.
Рис. 7. Отдельная картина конвективных ячеек при N = 4.
Скачать (68KB)
9.
Рис. 8. Отдельная картина конвективных ячеек при N = 5.
Скачать (76KB)
