Выпуски

 / 

2011

 / 

Сентябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса

 а, б,  б,  б
а Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация
б Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация

Сравнительный анализ фундаментальных свойств флуктуаций вблизи границ плазмы, удерживаемой в термоядерных установках, и плазмы в турбулентных погранслоях (ТПС) магнитосферы Земли показал схожесть их основных статистических характеристик, в том числе зависимостей от масштабов (скейлинга) структурных функций и параметров мультифрактальности. Наблюдаются перемежаемый характер флуктуаций и аномальный перенос массы и импульса за счёт спорадических инжекций плазменных потоков с вероятностью больших амплитуд потока значительно выше, чем предсказывается гауссовым законом классической диффузии. Турбулентность в периферийной области удержания плазмы в термоядерных установках и в ТПС обладает обобщённым свойством масштабной инвариантности в широком диапазоне характерных длин, простирающемся вплоть до масштабов диссипации. Экспериментальные скейлинги, полученные в плазменных ТПС, используются для сравнения с результатами экспериментов в нейтральных средах, что позволяет выявить универсальные свойства развитой турбулентности. Скейлинги ТПС описываются логпуассоновской моделью с квазиодномерными диссипативными структурами. Закон среднеквадратичного смещения частиц $\langle \delta x^2\rangle$ со временем $\tau$, полученный из экспериментальных параметров логпуассоновского распределения $\langle \delta x^2\rangle \propto \tau^\alpha$, с показателем $\alpha\approx 1,2-1,8$ свидетельствует о наличии супердиффузии в изучаемых ТПС. Определение характера обобщённого диффузионного процесса из имеющихся регулярных данных является одним из необходимых шагов на пути количественного описания процессов переноса в ТПС.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 05.45.−a, 47.27.−i, 52.35.Ra (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0181.201109a.0905
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2011/9/a/
Цитата: Будаев В П, Савин С П, Зелёный Л М "Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса" УФН 181 905–952 (2011)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)Medline RefWorks
Русский English
RT Journal
T1 Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса
A1 Будаев,В.П.
A1 Савин,С.П.
A1 Зелёный,Л.М.
PB Успехи физических наук
PY 2011
FD 10 Sep, 2011
JF Успехи физических наук
JO Усп. физ. наук
VO 181
IS 9
SP 905-952
DO 10.3367/UFNr.0181.201109a.0905
LK https://ufn.ru/ru/articles/2011/9/a/

Поступила: 2 июля 2010, доработана: 22 февраля 2011, 2 марта 2011

English citation: Budaev V P, Savin S P, Zelenyi L M “Investigation of intermittency and generalized self-similarity of turbulent boundary layers in laboratory and magnetospheric plasmas: towards a quantitative definition of plasma transport featuresPhys. Usp. 54 875–918 (2011); DOI: 10.3367/UFNe.0181.201109a.0905

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение