Формирование областей с высокими градиентами энергии и давления на свободной поверхности жидкого диэлектрика в тангенциальном электрическом поле
Е.А. Кочурин
"Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург, 620016, Россия
kochurin@iep.uran.ru"
Ключевые слова: свободная поверхность, нелинейные волны, электрическое поле, электрогидродинамика, опрокидывание волн, жидкие диэлектрики, free surface, nonlinear waves, electric field, electrohydrodynamics, wave breaking, liquid dielectrics
Страницы: 91-98
Аннотация
С использованием метода конформных преобразований проведено моделирование нелинейной динамики свободной поверхности идеальной несжимаемой диэлектрической жидкости со значительной проницаемостью в сильном горизонтальном электрическом поле. Показано, что на начальных стадиях взаимодействия встречных периодических волн значительной амплитуды наблюдается прямой энергетический каскад, наличие которого приводит к переходу энергии в возмущения малых масштабов. Вследствие этого на поверхности жидкости формируются области с крутым волновым фронтом, в которых динамическое давление и давление электрического поля претерпевают разрыв. Показано, что образование областей с большими градиентами электрического поля и скорости жидкости сопровождается опрокидыванием поверхностных волн; величина углов наклона границы стремится к значению, равному 90$^\circ$, а кривизна поверхности неограниченно увеличивается.
DOI: 10.15372/PMTF20180110
|
