Введение
1. Теория колебаний твердых тел в однородно стратифицированной жидкости 29
1.1. Уравнения движения жидкости 30
1.2. Эллиптическая задача 31
1.3. Гиперболическая задача 35
1.4. Присоединенные массы и коэффициенты демпфирования некоторых частных геометрических форм 39
1.5.Свойства коэффициентов присоединенных масс и демпфирования. Соотношения Крамерса - Кронига 41
1.6. Гидродинамические коэффициенты удлиненных тел 45
1.7. Альтернативные подходы к решению задачи об оценке гидродинамических нагрузок, действующих на колеблющиеся в непрерьшно стратифицированной жидкости тела 46
1.8. Оценка средней мощности излучения внутренних волн цилиндром, колеблющимся в однородно стратифицированной жидкости конечной глубины 48
2. Методика экспериментальных исследований колебаний твердых тел в непрерывно стратифицированной жидкости 52
2.1. Методика экспериментальной оценки коэффициентов присоединенной массы и демпфирования тел, совершающих колебания в непрерывно стратифицированной жидкости 53
2.1.1. Введение 53
2.1.2. Экспериментальная установка 55
2.1.3. Методика обработки записей затухающих колебаний 59
2.1.4. Анализ решений в частотной и временной областях 62
2.2. Визуализация волновых движений непрерьшно стратифицированной жидкости с помощью синтетического шлирен-метода 64
3. Результаты экспериментального исследования колебаний твердых тел в непрерывно стратифицированной жидкости 73
3.1. Колебания тел в однородной жидкости 74
3.2. Затухающие колебания кругового цилиндра в стратифицированной жидкости. Сравнение различных подходов к оценке коэффициентов гидродинамических нагрузок 81
3.3. Колебания цилиндров с поперечными сечениями в виде ромба и квадрата в однородно стратифицированной жидкости 87
3.4. Экспериментальная проверка соотношений аффинного подобия. Коэффициенты присоединенных масс и демпфирования сфероидов, совершающих гармонические колебания в однородно стратифицированной жидкости 92
3.5. Результаты экспериментов по изучению колебаний кругового цилиндра и сферы в линейно стратифицированной жидкости конечной глубины 99
3.5.1. Эксперименты с круговым цилиндром 99
3.5.2. Эксперименты со сферой 105
3.5.3. Исследование соотношений аффинного подобия при конечной глубине жидкости 108
3.6. Результаты экспериментов по изучению колебаний кругового цилиндра и сферы в пикноклине. 110
3.6.1. Эксперименты с круговым цилиндром 110
3.6.2. Эксперименты со сферой 119
3.7. Результаты визуализации картин внутренних волн, возникающих при колебаниях тел в стратифицированной жидкости 122
3.7.1. Формирование пучков внутренних волн на начальном этапе колебаний кругового цилиндра в глубокой однородно стратифицированной жидкости 122
73.7.2. Поступательное движение кругового цилиндра по круговой траектории 127
3.7.3. Визуализация картин внутренних волн, генерируемых вертикальными и горизонтальными колебаниями кругового цилиндра в однородно стратифицированной жидкости конечной глубины 131
4. Экспериментальное исследование взаимодействия гравитационных течений и нелинейных внутренних волн с погруженными телами 134
4.1. Методика экспериментов 135
4.1.1. Экспериментальная установка для исследования взаимодействия гравитационных течений с погруженным круговым цилиндром 135
4.1.2. Экспериментальная установка для исследования взаимодействия гравитационных течений с прямоугольным препятствием на дне канала 136
4.1.3. Экспериментальная установка для исследования взаимодействия уединенных внутренних волн с погруженным круговым цилиндром 138
4.1.4. Конструкция гидродинамических весов 142
4.2. Результаты исследования структуры гравитационных течений и скоростей их распространения 143
4.3. Взаимодействие гравитационных течений и ондулярных боров с погруженным круговым цилиндром 152
4.4. Взаимодействие гравитационных течений с препятствием на дне канала 161
4.5. Результаты исследования силового взаимодействия линейных и нелинейных внутренних волн с погруженными телами 166
4.5.1. Силовое воздействие линейных внутренних волн на погруженные тела 166
4.5.2. Дифракция линейных внутренних волн на погруженном круговом цилиндре 170
4.5.3. Взаимодействие уединенных внутренних волн с погруженным круговым цилиндром 172
5. Экспериментальное исследование течения Тейлора-Куэтта в двухслойной системе смешивающихся жидкостей 182
5.1. Методика экспериментов 183
5.1.1. Экспериментальная установка для исследования течения Тейлора-Куэтта в двухслойной системе смешивающихся жидкостей 183
5.1.2 Методика визуализации течения 183
5.2. Результаты экспериментов 185
5.2.1. Режимы течения в случае плавного пикноклина 185
5.22 Процесс перемешивания в двухслойной системе жидкостей срезкой границей раздела между слоями 192
Заключение 198
