Вязкие пальцы

Вязкие пальчики — структуры, сформированные в пористой среде или ячейке Хеле-Шоу из-за морфологической неустойчивости границы раздела между двумя жидкостями. Это явление было открыто в 1958 году, оно получило название неустойчивости Саффмана — Тейлора^[1]. Образование структур происходит при впрыскивании в пористую систему менее вязкой жидкости, вытесняющей более вязкую жидкость (в обратном случае, когда более вязкая жидкость замещает менее вязкую, граница раздела стабильна и структуры типа «вязкие пальцы» не формируются). Причина явления в том, что градиент давления между концом пальца менее вязкой жидкости и внешней границей более вязкой жидкости больше, чем, соответственно, между вогнутостью и внешней границей, поэтому по закону Дарси и скорость течения в конце пальца больше, чем в вогнутости^[1].

Большинство экспериментальных исследований по вязким пальчикам было выполнено на ячейках Хеле-Шоу. Двумя наиболее используемыми конфигурациями являются: канальная конфигурация, в которой менее вязкая жидкость впрыскивается в конец канала, и радиальная, в которой менее вязкая жидкость впрыскивается в центр ячейки. Неустойчивости, аналогичные вязким пальчикам, также могут самообразовываться в биологических системах.