ФОРМИРОВАНИЕ ВИХРЕВОГО ДВИЖЕНИЯ КАПИЛЛЯРНЫМИ ВОЛНАМИ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ

摘要

The processes of formation and decay of vortex motion on the water surface are experimentally studied. The motion is formed by capillary waves which are generated by harmonic oscillations of the cell with water in the vertical direction. At oscillation amplitudes below the critical value, a lattice of vortices with a period equal to the excitation wavelength is shown to be formed on the surface. The characteristic time of formation and decay of the vortex motion is close to the time of viscous decay of the pumping wave. At pumping amplitudes above the critical value, a vortex lattice is first formed on the surface; then, it is gradually destroyed by large-scale motions. The energy distribution over the wave vector can be described by a power function close to k~(-5/3). The large-scale vortex motion is assumed to be caused by the interaction between low-frequency waves arising on the surface due to nonlinear wave interaction.%Экспериментально исследованы процессы формирования и затухания вихревого движения на поверхности воды. Движение формируют капиллярные волны, которые генерируются в результате гармонических колебаний ячейки с водой в вертикальном направлении. Показано, что при амплитудах колебаний ниже критического значения на поверхности образуется решетка вихрей с периодом, равным длине волны возбуждения. Характерное время формирования и затухания вихревого движения близко к времени вязкого затухания волны накачки. При амплитудах накачки выше критического значения на поверхности вначале формируется решетка вихрей, которая затем постепенно размывается крупномасштабными движениями. Распределение энергии по волновому вектору может быть описано степенной функцией, близкой к κ~(-5/3). Предполагается, что вихревое движение больших масштабов возникает в результате взаимодействия низкочастотных волн, возникающих на поверхности вследствие нелинейного волнового взаимодействия.