Установки для моделирования спиральных структур галактик и результаты экспериментов
Эти установки, в принципе, были похожи на те (опи- санные выше), которые применялись для моделирования генерации атмосферных и плазменных вихрей встречными течениями [224]. Основу экспериментальных установок (рис. 9.1.8а) представлял круглый сосуд, у которого центральная часть дна ("ядро", угловая скорость вращения tl\) вращается быстрее внешней ("периферия", угловая скорость l^)- Диаметр ядра 2ро = 8см, диаметр периферии D = 30 см. Внешняя часть сосуда была либо вообще неподвижна, либо вращалась с относительно небольшой скоростью — такой, что радиус Россби- Обухова tr был всего в четыре раза меньше радиуса сосуда. При такой невы- сокой скорости вращения параболическая свободная поверхность жидкости слабо отличалась от плоской, поэтому периферия сосуда этой модификации была сделана в виде полого конуса, поверхность которого была наклонена к горизонтали под углом около 2°. Внутренняя часть сосуда ("ядро") так же имела вид конуса с наклоном образующей к горизонту в 45°. D Рис. 9.1.8. Моделирование спиральной галакти- ки: а) — схема экспериментальной установки для моделирования механизмов генерации спираль- ных структур в газовых дисках галактик: 1 — ядро, 2 — периферия, 3 — слой мелкой воды, б) — спиральные волны, возбуждаемые в диффе- ренциально вращающейся воде: моды т = 8—0 при По = 0; ядро и спиральный узор вращаются по часовой стрелке = ==ze= === (*х*х*) х Опыты дали следующие результаты. 9.2. Магнитосфера Земли 471 1. Дифференциальное вращение мелкой воды со скачком скорости между быст- ро вращающимся ядром и сравнительно медленно вращающейся периферией неустойчиво как при малых значениях числа М = (tl\ — Г^ро^^т?) 2 < 1» так и при больших 1 ^ М ^ 12 (здесь ?1\ и Г^2 — угловые скорости вращения ядра и периферии). 2. Развитие неустойчивости приводит к возникновению спиральных волн поверх- ностной плотности, пересекающих разрыв (область генератора) и распростра- няющихся от него по периферии и ядру. В установившемся режиме волны образуют симметричный узор рукавов — возвышений на поверхности жидкости (мода ш/0). Узор стационарно вращается в ту же сторону, что и ядро.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Установки для моделирования спиральных структур галактик и результаты экспериментов» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
