Новый тип безвихревых течений гелия II во вращающемся цилиндре
Аннотация
Дата поступления статьи: 10.09.2018В рамках двухжидкостной теории Ландау исследованы течения в гелий II внутри вращающегося цилиндра. Особое внимание уделено анализу возбуждения центробежными силами противотоковых (по сверхтекучей и нормальной составляющим) течений. В приближении несжимаемой жидкости получено аналитическое решение уравнений движения, безвихревое по обоим компонентам. Тангенциальные скорости для него такие же, как у вращающегося твердого тела, причем нормальная и сверхтекучая составляющие движутся в противоположных направлениях, с различными угловыми скоростями. Возникающая при этом завихренность компенсируется закрученностью противотоковых радиальных течений. Решение не обладает осевой симметрией и имеет тангенциальный разрыв вдоль радиуса. Несмотря на его неустойчивость, оно представляет определенный интерес. Во-первых, оно может быть подправлено стабилизирующими деформациями. Кроме того, оно показывает пути потери устойчивости высокосимметричных состояний. В частности, по нашим представлениям, такого типа возмущения являются промежуточными, переходными, от течения Ландау (сверхтекучая составляющая покоится) до вращения Фейнмана (в сверхтекучей части формируется система вихрей.
Ключевые слова: гелий II, вращающийся цилиндр, двухжидкостная теория, противотоковые течения, центробежные силы, компенсация завихренности
`