Равновесная модель слоя смешения в сдвиговом течении стратифицированной жидкости

Предложена математическая модель, описывающая формирование внутренних гидравлических прыжков и перемешивание сонаправленных потоков идеальной стратифицированной жидкости в приближении Буссинеска. Модель основана на трехслойном представлении течения с учетом вовлечения жидкости из внешних слоев в промежуточную вихревую прослойку и представляется в виде системы неоднородных законов сохранения. Скорость вовлечения задается условием равновесия в рамках более общей модели эволюции слоя смешения. Определены скорости распространения возмущений и сформулированы понятия докритического и сверхкритического течений. Показано, что модель применима для описания особенностей перемешивания и расщепления потока в глубоководных течениях. Построены решения, соответствующие обтеканию препятствия с образованием внутреннего гидравлического прыжка и области интенсивного перемешивания. Проведено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными. Показано, что они хорошо согласуются.