С. С. Вергелес, А. А. Левченко, В. М. Парфеньев, “Нелинейная генерация течений волнами на поверхности жидкости”, УФН, 2025, том 195, номер 11,страницы 1199

К 60-летию ИНСТИТУТА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ имени Л.Д. ЛАНДАУ РАН. ОБЗОРЫ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ

Нелинейная генерация течений волнами на поверхности жидкости

С. С. Вергелес^ab, А. А. Левченко^c, В. М. Парфеньев^ab

^a Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, Черноголовка, Московская обл.
^b Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", г. Москва
^c Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, г. Черноголовка Московской обл.

Аннотация: Затухание поверхностных волн из-за вязкой диссипации сопровождается возбуждением медленных вихревых течений благодаря сохранению полного импульса. Мы представляем теоретическую модель для волн малой амплитуды, объясняющую эксперименты по генерации вихревых течений скрещенными волнами. Особое внимание уделено влиянию поверхностных загрязнений, которое учтено в рамках модели тонкой жидкой эластичной плёнки, приводящей к усилению диссипации волн и интенсификации вихревых течений. При увеличении амплитуды течений необходимо учитывать их взаимодействие с волнами. Предложена теоретическая схема, описывающая данное взаимодействие, с демонстрацией её применимости к классическим задачам: волнам Гуйона, распространению коротких волн навстречу течению и циркуляции Ленгмюра. В заключение описаны экспериментальные данные для турбулентного режима генерации течений, реализующегося при достаточно большой амплитуде волн, и обозначены открытые вопросы в этом направлении.

Ключевые слова: волны на поверхности жидкости, поверхностная плёнка, вихревое течение, массовый транспорт, дрейф Стокса, виртуальное волновое напряжение, вихревая сила, рассеяние и преломление волн.

PACS: 05.45.-a, 92.10.hb

Поступила: 30 марта 2025 г.
Доработана: 3 августа 2025 г.
Одобрена в печать: 5 августа 2025 г.

DOI: 10.3367/UFNr.2025.08.039992