ИСТИНА

Обсуждаются механизмы неустойчивости обычной дорожки Кармана за плохообтекаемым цилиндрическим телом и реверсивной вихревой дорожки за колеблющимимся крыловым профилем. Реверсивная дорожка отличается от дорожки Кармана направлением закрутки вихрей. В дорожке Кармана профиль осредненной скорости имеет минимум на оси симметрии, а в реверсивной  максимум. Известно, что дорожка Кармана на некотором расстоянии от тела разрушается, после чего вниз по потоку формируется вторичная дорожка с более крупными вихрями и пониженной частотой. Этот феномен исследовался во многих теоретических и экспериментальных работах. Рассматривались две основные гипотезы: 1) вторичная дорожка образуется из-за слияния соседних одинаково закрученных вихрей, 2) вторичная дорожка развивается после деградации первичной дорожки из-за неустойчивости профиля скорости. О реверсивной дорожке известно, что при увеличении частоты или/и амплитуды колебаний профиля реверсивная дорожка теряет симметрию, отклоняясь от направления набегающего потока. Карман изучал устойчивость вихревой дорожки на модели двух бесконечных цепочек точечных вихрей расположенных в шахматном порядке. Рассматривая инфинитезимальные гармонические возмущения и нашел два типа собственных решений: варикозный, когда оба ряда вихрей деформируются симметрично относительно серединной линии следа, и изгибный, когда оба ряда и серединная линия деформируются одинаково. Оба типа возмущений представляют собой бегущие волны, причем направление распространения варикозных волн противоположно направлению распространения изгибных. При определенных соотношениях длины волны , расстояния между рядами h и между вихрями l в каждом ряду, амплитуда возмущений может экспоненциально возрастать. Оказалось, что при любом отношении k = h/l, кроме одного, существует область значений , соответствующих экспоненциально растущим возмущениям, т.е. рассмотренная модель дорожки устойчива при единственном значении и неустойчива при всех остальных. В модели Кармана реверсивная дорожка не отличается от обычной, т.к. направление закрутки вихрей зависит от положения наблюдателя. Данная модель не объясняет существования дорожек с другими геометрическими параметрами и причин отличия неустойчивости реверсивной дорожки от обычной. В докладе рассматриваются полубесконечные цепочки вихрей, в точках окончания которых периодически возникают новые вихри. Так же, как в теории Кармана, вихри считаются точечными, и рассматриваются гармонические возмущения. В такой модели обычная и реверсивная дорожки отличаются направлением распространения волн. В обычной дорожке варикозная волна распространяется в сторону, где возникают новые вихри, т.е.  к телу, ее порождающему, а изгибная  от тела. В реверсивной дорожке згибная волна распространяется в сторону тела. В результате показано, что дорожка Кармана за плохо обтекаемым телом устойчива к изгибным возмущениям, но может быть неустойчива к варикозным. А реверсивная дорожка устойчива к варикозным, но может быть неустойчива к изгибным. В результате развития изгибных возмущений возникает нарушение симметрии следа за машущим профилем. Построены области неустойчивости дорожек обоих типов в зависимости от геометрических параметров и интенсивности вихрей.