Выпуски

 / 

2003

 / 

Июль

  

Обзоры актуальных проблем


Кластеризация и диффузия частиц и плотности пассивной примеси в случайных гидродинамических потоках


Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Пыжевский пер., 3, Москва, 109017, Российская Федерация

В работе рассматриваются диффузия частиц и поля плотности консервативной пассивной примеси в случайных гидродинамических потоках. Принципиальной особенностью такой диффузии в дивергентном гидродинамическом потоке является кластеризация поля плотности консервативной пассивной примеси (в эйлеровом описании) и в ряде случаев самих частиц (в лагранжевом описании). Это явление когерентно, осуществляется с вероятностью единица и должно проявляться почти во всех реализациях динамики процесса. На основе статистической топографии описываются статистические параметры, характеризующие эту кластеризацию. Кластеризация частиц и поля их концентрации может осуществляться и в случайных бездивергентных полях скоростей, если учесть их инерцию. Принципиальной особенностью такой диффузии является дивергентность самого поля скорости частиц. При этом для статистического описания их динамики принципиально неприменимо приближение дельта-коррелированного во времени поля скоростей флуктуирующего потока (например, уравнение Фоккера—Планка для диффузии малоинерционных частиц), и необходимо принимать во внимание конечность его временндго радиуса корреляции, что осуществляется на основе диффузионного приближения.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 02.50.−r, 05.40.−a, 05.45.−a (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0173.200307a.0689
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2003/7/a/
Цитата: Кляцкин В И "Кластеризация и диффузия частиц и плотности пассивной примеси в случайных гидродинамических потоках" УФН 173 689–710 (2003)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Klyatskin V I “Clustering and diffusion of particles and passive tracer density in random hydrodynamic flowsPhys. Usp. 46 667–688 (2003); DOI: 10.1070/PU2003v046n07ABEH001600

Список литературы (74) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (23) Похожие статьи (20)

  1. Монин А С, Яглом А М Статистическая гидромеханика Т. 1, 2 (М.: Наука, 1965, 1967)
  2. Csanady G T Turbulent Diffusion in the Environment (Geophys. and Astrophys. Monographs, Vol. 3) (Dordrecht: D. Reidel Publ. Co., 1973)
  3. Lesieur M Turbulence in Fluids: Stochastic and Numerical Modelling (Fluid Mechanics and Its Applications, Vol. 1) 2nd ed. (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1990)
  4. McComb W D The Physics of Fluid Turbulence (Oxford Engineering Sci. Ser., Vol. 25) (Oxford: Clarendon Press, 1990)
  5. Okubo A Diffusion and Ecological Problems: Mathematical Models (Biomathematics, Vol. 10) (Berlin: Springer-Verlag, 1980)
  6. Dagan G Annu. Rev. Fluid Mech. 19 183 (1987)
  7. Гурбатов С Н, Малахов А Н, Саичев А И Нелинейные случайные волны в средах без дисперсии (Современные проблемы физики, Вып. 81) (М.: Наука, 1990)
  8. Shandarin S F, Zeldovich Ya B Rev. Mod. Phys. 61 185 (1989)
  9. Batchelor G K J. Fluid Mech. 5 113 (1959)
  10. Batchelor G K, Howells I D, Townsend A A J. Fluid Mech. 5 134 (1959)
  11. Taylor G I Proc. London Math. Soc. Ser. 2 20 196 (1923); Taylor G I Proc. R. Soc. London Ser. A 164 476 (1938)
  12. Roberts P H J. Fluid Mech. 11 257 (1961)
  13. Kraichnan R H Phys. Fluids 11 945 (1968); Kraichnan R H Phys. Fluids 13 22 (1970); Kraichnan R H J. Fluid Mech. 64 737 (1974)
  14. Saffman P G Phys. Fluids 12 1786 (1969)
  15. Chen H, Chen S, Kraichnan R H Phys. Rev. Lett. 63 2657 (1989)
  16. Sinai Ya G, Yakhot V Phys. Rev. Lett. 63 1962 (1989)
  17. Avellaneda M, Majda A J Commun. Math. Phys. 131 381 (1990)
  18. Gao F Phys. Fluids A 3 511 (1991)
  19. Lipscombe T C, Frenkel A L, ter Haar D J. Stat. Phys. 63 305 (1991)
  20. Careta A et al. J. Stat. Phys. 71 235 (1993)
  21. Kimura Y, Kraichnan R H Phys. Fluids A 5 2264 (1993)
  22. Majda A J Phys. Fluids A 5 1963 (1993); Majda A J J. Stat. Phys. 75 1153 (1994)
  23. Kraichnan R H Phys. Rev. Lett. 72 1016 (1994)
  24. Кляцкин В И УФН 164 531 (1994)
  25. Klyatskin V I, Woyczynski W A ЖЭТФ 108 1403 (1995)
  26. Klyatskin V I, Woyczynski W A, Gurarie D in Stochastic Modelling in Physical Oceanography (Progress in Probability, Vol. 39, Eds R J Adler, P Müller, B Razovskii) Vol. 84 (Boston: Birkhäuser, 1996) p. 797
  27. Saichev A I, Woyczynski W A in Stochastic Models in Geosystems (The IMA Volumes in Mathematics and Its Applications, Vol. 85, Eds S A Molchanov, W A Woyczynski) (New York: Springer, 1997) p. 359
  28. Gurarie D, Klyatskin V in Two-dimensional Turbulence in Plasmas & Fluids (AIP Conf. Proc., Vol. 414, Eds R L Dewar, R W Griffiths) (Woodbury, NY: American Institute of Physics, 1997) p. 213
  29. Кляцкин В И, Саичев А И ЖЭТФ 111 1297 (1997)
  30. Кляцкин В И Изв. РАН. Сер. Физ. атм. и океана 36 177 (2000)
  31. Кляцкин В И Статистическое описание динамических систем с флуктуирующими параметрами (М.: Наука, 1975)
  32. Saichev A I Dynamics Systems 1 1 (1993)
  33. Gurbatov S N, Saichev A I Chaos 3 333 (1993)
  34. Кляцкин В И, Гурарий Д УФН 169 171 (1999)
  35. Isichenko M B Rev. Mod. Phys. 64 961 (1992)
  36. Кляцкин В И Стохастические уравнения глазами физика. Основные положения, точные результаты и асимптотические приближения (М.: Физматлит, 2001); Кляцкин В И Динамика стохастических систем. Курс лекций (М.: Физматлит, 2002)
  37. Nicolis G, Prigogine I Exploring Complexity: an Introduction (New York: W.H. Freeman, 1989)
  38. Stokes G G Camb. Trans. 9 8 (1851)
  39. Лэмб Г Гидродинамика (М.: Гостехиздат, 1947)
  40. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Гидродинамика (М.: Наука, 1986)
  41. Ungarish M Hydrodynamics of Suspensions: Fundamentals of Centrifugal and Gravity Separation (Berlin: Springer-Verlag, 1993)
  42. Tory E M (Ed.) Sedimentation of Small Particles in a Viscous Fluid (Advances in Fluid Mechanics, Vol. 7) (Southampton, UK: Computational Mechanics Publ., 1996)
  43. Maxey M R, Riley J J Phys. Fluids 26 883 (1983)
  44. Maxey M R, Corrsin S J. Atmos. Sci. 43 1112 (1986)
  45. Maxey M R J. Fluid Mech. 174 441 (1987); Maxey M R Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 333 289 (1990)
  46. Wang L-P, Maxey M R J. Fluid Mech. 256 27 (1993)
  47. Maxey M R, Chang E J, Wang L-P Exp. Therm. Fluid Sci. 12 417 (1996)
  48. Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Phys. Rev. E 53 3431 (1996); Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Phys. Rev. E 58 3113 (1998); Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Phys. Rev. Lett. 76 224 (1996); Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Phys. Rev. Lett. 77 5373 (1996); Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Phys. Rev. Lett. 81 2898 (1998); Elperin T, Kleeorin N, Rogachevskii I Atmos. Res. 53 117 (2000)
  49. Balkovsky E, Falkovich G, Fouxon A Phys. Rev. Lett. 86 2790 (2001)
  50. Кляцкин В И, Эльперин Т ЖЭТФ 122 327 (2002)
  51. Zirbel C L, Çinlar E in Stochastic Models in Geosystems (The IMA Volumes in Mathematics and Its Applications, Vol. 85, Eds S A Molchanov, W A Woyczynski) (New York: Springer, 1997) p. 459
  52. Кошель К В, Александрова О В Изв. РАН. Сер. Физ. атм. и океана 35 638 (1999)
  53. Кляцкин В И, Кошель К В УФН 170 771 (2000)
  54. Mesinger F J. Atmos. Sci. 22 479 (1965); Mesinger F Mon. Weather Rev. 99 15 (1971)
  55. Mesinger F, Mintz Y Technical Report No. 4, No. 5 (Los Angeles, CA: Dep. Meteorology, Univ. of California, 1970)
  56. Er-El J, Peskin R L J. Atmos. Sci. 38 2264 (1981)
  57. Мирабель А П, Монин А С Изв. АН CССР. Сер. Физ. атм. и океана 19 902 (1983)
  58. Ott S, Mann J J. Fluid Mech. 422 207 (2000)
  59. Furutsu K J. Res. NBS D 67 303 (1963)
  60. Новиков Е А ЖЭТФ 47 1919 (1964)
  61. Кляцкин В И Стохастические уравнения и волны в случайно-неоднородных средах (М.: Наука, 1980); Klyatskin V I Ondes et Équations Stochastiques dans les milieus Aléatoirement non Homogènes (Besançon - Cedex: Les Éditions de Physique, 1985)
  62. Кляцкин В И, Саичев А И УФН 162 (3) 161 (1992)
  63. Gurvich A S, Yaglom A M Phys. Fluids 10 (Suppl.) S59 (1967)
  64. Dahm W J A, Buch K A Phys. Fluids A 1 1290 (1989)
  65. Kerstein A R, McMurtry P A Phys. Rev. E 49 474 (1994)
  66. Заславский Г М, Сагдеев Р З Введение в нелинейную физику: от маятника до турбулентности и хаоса (М.: Наука, 1988)
  67. Лихтенберг А Дж, Либерман М А Регулярная и стохастическая динамика (М.: Мир, 1984)
  68. Кляцкин В И, Якушкин И Г ЖЭТФ 118 849 (2000)
  69. Weichman P B, Glazman R E Phys. Rev. Lett. 83 5011 (1999); Weichman P B, Glazman R E J. Fluid Mech. 420 147 (2000); Weichman P B, Glazman R E J. Fluid Mech. 453 263 (2002)
  70. Herterich K, Hasselmann R J. Phys. Oceanogr. 12 704 (1982)
  71. Sanderson B G, Okubo A J. Geophys. Res. 93 3570 (1988)
  72. Walterscheid R L, Hocking W K J. Atmos. Sci. 48 2213 (1991)
  73. Кляцкин В И, Эльперин Т Изв. РАН. Сер. Физ. атм. и океана 38 817 (2002)
  74. Уленбек Г Е УФН 103 275 (1971)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение