ных магнитов, магнитоэластов [9, 14]. Особенностью таких магнитных систем является то, что разноименные полюса могут располагаться в одной плоскости, что позволяет помещать их непосредственно под дном кюветы. Кроме того, в пространстве, расположенном вблизи полюсов, на расстоянии, в 2-3 раза меньшем характерного размера полюса, изменением можно пренебречь в пределах глубины слоя жидкости.

Рис. 4.2. Топография магнитных полей магнитоэластов, визуализированная прозрачной магнитной суспензией.

1-9 - различные виды намагничивания магнитоэластов.

В опытах применялись прямоугольные и кольцевые феррито-бариевые магниты, позволяющие получить вблизи поверхности напряженность Яг-(2ч-8) IC А/м, магнитоэласты, на поверхности которых с помощью специального намагничивания нанесена система полюсов, дающие напряженность Нг до (2-3)-10 А/м, а также редкоземельные дисковые и прямоугольные магниты - до 2-10 А/м. Применение таких магнитных систем не накладывает ограничений на размеры модели, не препятствует визуализации течения.

Для визуализации и определения тонкой магнитной структуры описанных выше магнитных систем с малым grad Яж 10-f-lO А/м была специально разработана высокочувствительная магнитная суспензия и на ее основе - устройство пространственной многократной визуализации неоднородных постоянных и низкочастотных магнитных полей малой напряженности [15]. На рис. 4.2 приве-

дена топография магнитных полей, визуализированных с помощью разработанного для этой цели устройства-магнитовизора.

В качестве примера приведем экспериментальные результаты по возбуждению вихревых потоков определенной структуры с использованием различных источников неоднородных магнитных нолей.

Водный раствор 1 н. CUSO4 помещался в кольцевую кювету диаметром 20 см (V/O). Источники неоднородного магнитного поля устанавливались непосредственно под дном кюветы. Магнито-

Рис. 4.3. Картина течений, наблюдаемых в кольцевой кювете при наложении неоднородного магнитного поля линейчатой структуры Л=0,5 см. Время экспозиции 4 с, ток через кювету 100 мА.

- МГД-поток электролита; 2 - внешний электрод; 3 - внутренний электрод; 4 -пластина ферроэласта; 5 - соединительный провод.

эласты помещались на дно кюветы. Визуализация осуществлялась с помощью частиц ликоподия.

Для построения геофизических моделей особый интерес представляют течения в кольцевой кювете. При ?Я = 0 и радиальном распределении тока возникает вращение всей массы жидкости. При V НфО возникают вихревые течения меньшего масштаба. На рис. 1.3 а и рис. 4.3 приведены экспериментально наблюдаемые картины образования вихревых потоков в неоднородных магнитных полях магнитоэластов.

Следует отметить широкий диапазон течений в описанных моделях- от 10 до 10+2 см/с, возможность создания вихревых течений на моделях значительной площади. Различные структуры вторичных течений в кольцевой кювете, возникающих под дейст-

вием переменной по радиусу азимутальной МГД-силы, исследовались в [61, 105].

Предложенный метод моделирования различных нелинейных гидродинамических явлений в тонких слоях жидкости [52] полу-

Рис. 4.4. Эволюция картины плоского периодического течения А. Н. Колмогорова при увеличении плотности тока /, Яо=1,6-10 А/м, Л=3-10-з м.

а - докритический ламинарный режим /=200 А/м, 6 - закритический режим - картина вторичных течений с явно выраженной шахматной структурой , / = 530 А/м .

чил дальнейшее развитие. В частности, МГД-метод позволил впервые смоделировать экспериментально плоскопараллельное течение, возникающее под действием синусоидальной силы (течение Колмогорова) [31].

На рис. 4.1 приведено распределение напряженности магнитного поля и МГД-сил в слое электролита. Картины вторичных течений в первичном и закритическом режимах даны на рис. 4.4.