Неустойчивость в гидродинамике

Неустойчивость в гидродинамике
Шарру Ф. Серия Математика и механика ISBN 978-5-4344-0300-9 Издательство «ИКИ» 2015 г.
Оригинальное издание: Editions EDP Sciences, France, 2007 Перевод с франц. Шуликовской В.В.
Обложка, 472 стр.
Формат 60*84 1/16
Вес  740 г

Аннотация

Предлагаемая книга основана на магистерском курсе лекций Тулузского университета и адресована студентам, исследователям, а также специалистам, заинтересованным в понимании вопросов неустойчивости в гидродинамике. Рассмотренные темы включают в себя теорию динамических систем, бифуркации и нарушения симметрии. По возможности все феномены обсуждаются в терминах характеристических шкал и анализа размерностей, чтобы сделать более понятным действие физических механизмов. Также широко используются асимптотические методы. Подробно обсуждаются многочисленные эксперименты. Каждую главу завершает серия упражнений, которые зачастую можно понимать как введение в новые задачи. Наконец, одиннадцать биографических статей позволяют читателю познакомиться с великими именами, связанными с изучением неустойчивости.

Содержание

Предисловие

Предварительные замечания


ГЛАВА 1. Введение
1.1. Фазовое пространство, фазовый портрет
1.2. Устойчивость неподвижной точки
1.3. Бифуркации
1.4. Иллюстрации из гидродинамики
1.5. Ненормальность линеаризованного оператора
1.6. Упражнения

ГЛАВА 2. Неустойчивость жидкостей и газов в состоянии покоя
2.1. Введение
2.2. Гравитационная неустойчивость Джинса
2.3. Пограничная неустойчивость Рэлея —Тейлора
2.4. Капиллярная неустойчивость Рэлея —Плато
2.5. Термическая неустойчивость Рэлея — Бенара
2.6. Термокапиллярная неустойчивость Бенара — Марангони
2.7. Обсуждение
2.8. Упражнения

ГЛАВА 3. Открытые течения: базовые понятия
3.1. Введение
3.2. Критерий линейной устойчивости
3.3. Конвекционная и абсолютная неустойчивости
3.4. Упражнения

ГЛАВА 4. Невязкая неустойчивость параллельных течений
4.1. Введение
4.2. Общие результаты
4.3. Неустойчивость смешивающегося слоя
4.4. Центробежная неустойчивость Куэтта—Тейлора
4.5. Упражнения

ГЛАВА 5. Вязкая неустойчивость параллельных течений
5.1. Введение
5.2. Общие результаты
5.3. Плоское течение Пуазейля
5.4. Течение Пуазейля в трубке
5.5. Предельный слой на плоской пластинке

ГЛАВА 6. Неустойчивости с малым числом Рейнольдса
6.1. Введение
6.2. Пленки, стекающие по наклонной плоскости
6.3. Разрезанные жидкие пленки
6.4. Упражнения

ГЛАВА 7. Лавины, рябь и дюны
7.1. Введение
7.2. Лавины
7.3. Перенос осадков течением
7.4. Рябь и дюны: первоначальный размерностный анализ
7.5. Водная рябь под непрерывным течением
7.6. Водная рябь под осциллирующим течением
7.7. Водные дюны: элементарная модель
7.8. Упражнения

ГЛАВА 8. Нелинейная динамика с малым числом степеней свободы
8.1. Введение
8.2. Нелинейные осцилляторы
8.3. Системы с малым числом степеней свободы
8.4. Иллюстрация: неустойчивость разрезанной граничной поверхности
8.5. Упражнения

ГЛАВА 9. Нелинейная динамика диспергирующей волны
9.1. Введение
9.2. Неустойчивость волн силы тяжести
9.3. Неустойчивость из-за резонансных взаимодействий
9.4. Неустойчивость относительно модуляций
9.5. Возвращение к резонансам
9.6. Упражнения

ГЛАВА 10. Нелинейная динамика диссипативных систем
10.1. Введение
10.2. Слабо нелинейная динамика
10.3. Насыщение первичной неустойчивости
10.4. Вторичная неустойчивость Экхауса
10.5. Неустойчивость пропагаторной волны
10.6. Взаимодействие с полем большого масштаба
10.7. Упражнения

ГЛАВА 11. Динамические системы и бифуркации
11.1. Введение
11.2. Фазовое пространство, аттракторы
11.3. Изучение линеаризованной системы. Линейная устойчивость
11.4. Инвариантные многообразия и нормальные формы
11.5. Структурная устойчивость и родовые свойства
11.6. Бифуркации
11.7. Упражнения

ПРИЛОЖЕНИЕ A. Уравнения Сен-Венана
A.1. Потокжидкости (газа) через часть течения
A.2. Сохранение массы
A.3. Сохранение количества движения
A.4. Модел ирование бокового трения

Литература