Fluid DynamicsFluid DynamicsИзвестия Российской академии наук. Механика жидкости и газа1024-70843034-5340The Russian Academy of Sciences68251810.31857/S1024708424040025OYSVHRArticlesСтатьиResearch ArticleSelf-induced displacement and rotation of a melting ice disk on the still water surfaceСамоиндуцированное смещение и вращение тающего ледяного диска на поверхности неподвижной водыKistovichA. V.КистовичА. В.
Russian Federation
tanya75.06@mail.ruChaplinaT. O.ЧаплинаТ. О.
Russian Federation
tanya75.06@mail.ruIshlinsky Institute for Problems in Mechanics, Russian Academy of SciencesИнститут проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН111120244182804062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/1024-7084/article/view/682518

The results of an experimental investigation and physical modeling of self-induced displacement and rotation of an ice disk on the still water surface are presented. The dependence of the ice specimen rotation velocity on the water salinity and the depth of the experimental container is measured. It is shown that the reason for observable motions over the still water surface is the cellular convective flow generated by the ice melting process.

Представлены результаты экспериментальных исследований и физического моделирования явления самопроизвольного смещения и вращения ледяного диска на поверхности неподвижной воды. Измерены зависимости скорости вращения ледяного образца от солености и глубины экспериментального контейнера. Показано, что причиной наблюдаемых движений на поверхности неподвижной воды является ячеистое конвективное течение, порождённое процессом таяния льда.

icemeltingviscous entrainmentconvective cellsледтаяниевязкое увлечениеконвективные ячейкиРоссийский научный фондRussian Science Foundation24-27-00029Nordell B., Westerstrom G. Large rotating ice discs on ice-covered rivers // Weather. 1997. № 209. P. 205–209.Kouraev A.V., Zakharova E.A., Rémy F., Kostianoy A.G., Shimaraev M.N., Hall N.M.J., Zdorovennov R.E., Suknev A.Y. Giant ice rings on lakes and field observations of lens-like eddies in the Middle Baikal (2016–2017) // Limnology and Oceanography. 2019. № 64(6). P. 2738–2754.Dorbolo S., Adami N., Dubois C., Caps H., Vandewalle N., Darbois-Texier B. Rotation of melting ice disks due to melt fluid flow // Physical Review E. 2016. № 93(3). P. 1–5Айзерман М.А. Классическая механика. М.: Наука, 1980. 368 с.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.Bushuk M., Holland D.M., Stanton T.P., Stern A., Gray C. Ice Scallops: A Laboratory Investigation of the Ice-Water Interface // J. Fluid. Mech. 2019. P. 942–976.Shlien D.J. Transition of the axisymmetric starting plume cap // PhFl. 1978. V. 21. № 12. P. 2154–2158.Shlien D.J. Relations between point source buoyant convection phenomena// PhFl 1979. V. 22, № 12, P. 2277–2283.Morton B.R., Taylor G., Turner J.S. Turbulent gravitational convection from maintained and instantaneous sources // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1956. V. A234. № 1196, P. 1–23.Scorer R.S. Experiments on convection of isolated masses of buoyant fluid // J. Fluid. Mech. 1957. V. 2. P. 583–594.https://i.ytimg.com/vi/RUc-xRyBtSU/maxresdefault.jpghttp://ecosystema.ru/Географический словарь/Полигонные грунтыBagnold R.A., Barndorff-Nelsen O. The pattern of natural size distributions // Sedimentology. 1980. V. 27, Issue 2, P. 199–207.White D.B. The planforms and onset of convection with temperature dependent viscosity // J. Fluid. Mech. 1988, V. 191. P. 247–268.