Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

Формирование слоистой структуры. для моментов безразмерного времени, аргумента tf. 1 - 0.0001; 2 - 0.001, 3 - 0.002; 4 - 0.01, 5 - 0.03; 6 - 0.02; 7 - 0.12, предельный случай - кривая 8, для t; ^ да. Трансформации D.rt-кривых по обеим окрестностям границ раздела по tt закономерно меняют форму от близкой к ступенчатой в более пологие кривые сечений: 2 ^ 3, ..., ^ 7, аргумента {t1... tn, ... t ^ да }. Так, ступенчатая функция в момент tt => 0 отражает полную непроницаемость поверхности раздела для процесса молекулярной или турбулентной диффузии (рис. 2б и 3). По D.rt-функции это аналог «квазитвердой» границы с соответствующими свойствами [23, 29-31, 35]. Предельный случай при tt = 0 - «отсутствие» контакта вод, формально запись tt => 0 более корректна. Скачок, характерный в момент, близкий к начальному контакту, при t; ^ 0 (кривая 1, для ti = 0.0001) последовательно трансформируется в слабую криволинейную форму (кривые 2, 3), а затем в двояковыпуклые формы (кривые 4-7) со сменой знака кривизны Dx^-кривых в «особой точке» фазовой плоскости. Такая же эволюция проходит для дополнительной кривой Dxt = 1- Dxt. При этом трансформация кривых зеркальна и разворачивается в других секторах фазовой плоскости процесса перемешивания - симметрично основной D.rt-функции. Трансформация D.rt-кривых по сечениям протекает вплоть до стабилизации по сі в равновесном состоянии. Это показано кривой 8 при ti ^ да как max предел D.rt-функции. Стационарность состояния двухрастворной системы в этом случае определяется условиями в уравнениях (1-3) о сохранении скоростей деформации поверхности раздела и ее окрестностей: а) при постоянном сносе смесей и б) трении смежных слоев, восстанавливающих однородность состава растворов с развитием микроконвекции (см. выше и [1, 2, 24]). Это механизм поддержания существующих концентрационных разностей (Асі) субстанции в смежных прослойках ЗС: Д{сп; сп±1} Ф 0. Тогда в слое 5 с концентрацией с5, для примыкающих к нему ±h5, получаем условие: с5Фс5 ±1 (см. ниже). Для выявления особенностей перемешивания по секторам фазовой плоскости смешения [14] проведем разделительную линию, проходящую через точку сі = 0.5, на рис. 3а, б - штриховые горизонтальные линии, нормальные к оси границы раздела, при х = 0. Такое построение выделяет для Dxt- и Dxt -кривых по два сектора с однородными процессами, что имеет важный физический смысл. В верхней части рис. 3 выделены все растворы с безразмерной концентрацией сі > 0.5, в нижней - смеси при сі < 0.5. Следовательно, по системе (12), с одной стороны слоя, примыкающего к разделу, проходит процесс постепенного роста концентраций субстанции (примесей) - т. е. в «растворителе», с другой стороны границ - разбавление насыщенных субстанцией растворов тем же «растворителем». По условиям в системе (3) оба процесса развиваются независимо и изолированы по границе раздела. Сама же штриховая линия сі = 0.5 (рис. 3) соответствует состоянию двухрастворной системы при полном перемешивании (рассматривается случай равных объемов [4, 31]). Это также предельный случай, который соответствует определенному значению толщины слоя 5 (по критерию разрушения- слияния смежных прослоек), когда граница будет размываться, а концентрационные разности выравниваются: Д{сп= сп±1} = 0, т. е. смежные слои объединяются (см. выше и далее). Для границы раздела последовательность Dx^-кривых в приведенной координатной сетке (рис. 3) следует рассматривать как постепенное изменение сі во времени, т. е. отображающее перенос субстанции в фазовой плоскости двухрастворной системы [1, 5, 13-14]. Причем D.tf-кривые группируются по характерным секторам плоскости, а характер их изменения указывает на расхождение изолиний примеси в пространстве состояний при сносе вод в море. Исходя из распределения кривых по секторам, в «особой точке» на границе раздела, проходящей внутри плоско-параллельного слоя 5, проходит формирование двух семейств Dx^-кривых с качественно различными процессами [12-17, 35]. Нами эти семейства разделены как: а) D.rt-кривые опреснения в геохимическом классе морских вод (на рис. 3 - сверху); б) семейство D.rt-кривых осолонения морскими растворами в классе материковых вод (на рис. 3 - внизу) [4, 5, 16]. 4. Пространственная форма Dx^-функций при деформации границ. Проследим динамику одномоментных значений Dxt во времени по разным сечениям в потоке - вдоль оси деформации ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25) 71