Катящиеся волны на поверхности вертикальной пленки жидкости

Abstract

Рассматривается математическая модель распространения катящихся волн на поверхности вертикальной пленки жидкости, учитывающая тепломассооперенос на межфазной поверхности. Построены семейства обобщенных решений уравнения катящейся волны, в которых бегущие волны сопрягаются через сильный и слабый разрывы друг с другом или с “остаточной” толщиной. Эти решения качественно моделируют стекание пленочного конденсата и испаряющейся пленки жидкости по вертикальной поверхности теплообмена. Несмотря на большое количество теоретических и экспериментальных работ, посвященных изучению различных видов и режимов пленочных течений (например, ручейковые течения, пленочные течения в спутном потоке газа, течения по структурированным поверхностям), физика волнообразования на поверхности тонких слоев жидкости исследована недостаточно. В частности недостаточно изучена гидродинамика пленочных течений с учетом тепломассопереноса на поверхности раздела газ-жидкость. В настоящей работе рассмотрена модельная задача о стекании тонкой пленки жидкости по вертикальной стенке с учетом тепломассопереноса на межфазной поверхности в режиме катящихся волн. Представлены семейства обобщенных решений уравнения катящейся волны.