Волны в сплошной среде . 158. Волны на поверхности жидкости

Некоторые очень важные разделы гидромеханики и механики твердых тел не включены в этот курс, так как, кроме общего курса механики сплошной среды, имеются дополнительные специальные курсы и другие книги, где более подробно развиваются соответствующие теории. Это относится, например, к теории плоскопараллельных движений жидкости и газа, к теории неустановившихся движений газа, к теории волн на поверхности тяжелой жидкости к более детальной теории размерности и подобия в механике, к теории пограничного слоя и турбулентности, к подробной теории пластичности и ползучести и к многому другому. [c.8]

Все сказанное относительно различных типов волн относится в одинаковой мере как к продольным, так и к поперечным волнам в сплошной среде. Нужно лишь иметь в виду, что поперечные волны могут возникать только в упругих твердых телах. В жидкостях и газах могут возникать только продольные упругие волны. Но на поверхности жидкости или границе двух жидкостей могут возникать волны, по своему характеру близкие к поперечным волнам в упругих телах. [c.707]

В то же время не исключаются из рассмотрения и случаи движения сплошной среды с разрывами непрерывности при некоторых режимах течения в жидкостях и газах могут образовываться поверхности, особые линии и точки, где непрерывные характеристики среды, имея большие градиенты, меняются весьма значительно на малых расстояниях. Так, при сверхзвуковых течениях в газах возникают ударные волны — области, представляющие собой поверхности с толщиной порядка длины свободного пробега молекул (т. е. значительно меньше, чем где очень резко меняются скорость, плотность, давление (см. 15). Такие области могут быть рассмотрены как геометрические поверхности разрыва непрерывности. Считается, что при переходе среды через них плотность, давление и др. меняются скачкообразно на конечную величину. [c.14]

Существование сплошной среды в жидкой и газообразных фазах допускает также и совершенно другой тип устойчивого равновесия, когда более тяжелая среда находится ниже более легкой например, однородная жидкость (скажем, вода) отделена горизонтальной поверхностью от находящегося сверху однородного газа (скажем, воздуха). Тогда плотность меняется разрывным образом при переходе через некоторую поверхность — поверхность воды (или в общем случае, поверхность раздела жидкости и газа). Возмущения этого равновесного состояния проявляются в виде поверхностных гравитационных волн, которые не могут распространяться вдаль от поверхности как мы увидим, они удаляются от поверхности не дальше, чем на расстояние одной длины волны. Лишь в горизонтальных направлениях они распространяются на расстояния, во много раз большие длины волны. Так как в поле вертикальной возвращающей силы различные горизонтальные направления ничем не отличаются, эти волны изотропны в горизонтальном направлении (все горизонтальные направления их распространения равноправны). Тем не менее эффективная инерция жидкости, связанная с зависящей от длины волны глубиной проникновения возмущения, вызывает дисперсию — зависимость скорости волны от ее длины. [c.256]

Рассмотренная картина представляет собой частный случай весьма общего явления возмущения, возникшие в какой-либо области сплошной среды, обычно распространяются в этой среде со скоростью, в простейших случаях зависящей только от свойств среды (а в более сложных — и от характера возмущения), и переносят с собой энергию, которой обладало возмуще ше в начальный момент. В упругом стержне в результате распространения возмущения деформаций и скоростей, как мы видим, происходит перенос энергии упругой деформации и кинетической энергии. В других случаях, как, например, в случае жидкости, находящейся в поле тяжести, возмущение ее поверхности, вызванное брошенным камнем, распространяется в виде кольцевых волн, несущих с собой кинетическую и потенциальную энергию подымающихся и опускающихся колец поверхностного слоя жидкости. Эта общеизвестная картина волн на поверхности жидкости дала название всем явлениям распространения возмущений, несугцих с собой энергию в сплошной среде. Волнами называются всевозможные возмущения различной природы и масштабов, начиная от рассмотренных выше кратковременных импульсов деформации в упругом стержне и вплоть до гигантских волн цунами, возникающих на поверхности океана в результате подводных землетрясений. [c.496]

При подготовке монографии мы стремились сделать ее полезной как для специалистов, так и для заинтересованных представителей смежных профессий и студентов. Для полноты представления материала в первых двух главах кратко изложены сведения из механики сплошных сред в объеме, необходимом для обсуждения экспериментов, и обзор современных экспериментальных методов. В третьей и четвертой главах обсуждаются результаты экспериментальных исследований вязкоупруго-пластической деформации материалов различных классов в ударных волнах и расчетные модели неупругого деформирования. Сопротивление разрушению конденсированных сред в субмикросекундном диапазоне длительностей нагрузки изучается путем анализа откольных явлений при отражении импульса ударного сжатия от поверхности тела. Механизм и динамика откольного разрушения в конструкционных металлах и сплавах, пластичных и хрупких монокристаллах, керамиках и горных породах, стеклах, полимерах, эластомерах и жидкостях обсуждаются в пятой главе. В шестой главе представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Некоторые вопросы взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом, что является одним из новых приложений физики ударных волн, обсуждаются в гл.7. Восьмая глава представляет собой обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных вол- [c.7]

Постановка задачи и алгоритм решения. Пусть на поверхности жидкости лежит деформируемая плита толщиной Н, вблизи которой со стороны жидкости находится объем газа цилиндрической формы. Толщина и радиус объема предполагались равными толщине плиты. При t = О начинается высокоскоростное расширение газового объема, приводящее к взаимодействию газогидродинамической системы и слоя, сопровождаемому значительными смещениями разных сред относительно друг друга. Учесть возможность таких смещений позволяет разработанный Уилкинсом [196] численный метод решения задач механики сплошных сред. Этот метод достаточно полно описан в главе VI на примере расчета одномерных волн, а также в предыдущем параграфе [c.217]

Такой приём разделения течения па газом, так и к течению жидкостей и относит, скольжение ч-ц жидкости, невязкую и вязкую части применим и к газов внутри каналов разной формы. В то же время большинство жидкостей изучению движения сжимаемых сплош- Четвёртой задачей явл. исследование оказывает значит, сопротивление сжа-ных сред (газов), легко изменяющих движения воздуха в атмосфере и воды тию, и они практически не изменяют свой объём, а следовательно и плот- в морях и океанах, к-рое произво- свой объём под действием всесторонность, под действием сил давления дится в геофизике (метеорология, фи- них сил давления, нормальных к или при изменении темп-ры (в отличие зика моря) с помощью методов и ур-ний поверхности, ограничивающей рассмат-от несжимаемых жидкостей). Раздел Г. К ней примыкают задачи о распро- риваемый объём. В теор. Г. для опи-Г., в к-ром изучается движение ежи- странении взрывных и ударных волн сания движения несжимаемой жид-маемых сплошных сред, наз. газовой и струй реактивных двигателей в кости, обладающей сплошностью и динамикой. воздухе и воде. текучестью, а также вязкостью, ха- [c.118]

Рис. 105. а — поверхность волновых чисел S (0) для внутренних волн генерируемых стационарным возмуш,ением, движущимся вертикально вверх со скоростью V в стратифицированной жидкости, с постоянной частотой Вяйсяля — Брента N б — сплошная кривая — рассчитанная форма поверхности постоянной фазы для внутренних гравитационных волн, генерируемых стационарным вертикальным движением твердой сферы (показанной в верхней части рисунка) в равномерно стратифицированной среде. Эта форма нормирована таким образом, что точки, расположенные на кривых, проходящих через препятствие и образующих угол ar tg (1/4) с вертикалью, соответствуют точкам, выделенным кружками. Точки — экспериментальные результаты, взятые е рис. 106 и других подобных фотографий. [c.495]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...