RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2022

 / 

Февраль

←  →

Методические заметки


Сжимаемые вихревые структуры и их роль в зарождении гидродинамической турбулентности

†  а, б, ‡  б, в, г, §  д, *  б, е
а Институт океанологии им. ПП Ширшова РАН, ул.Красикова 23, Москва, 117218, Российская Федерация
б Сколковский институт науки и технологий, Территория Инновационного Центра  Сколково , Большой бульвар 30, стр.1, Москва, 121205, Российская Федерация
в Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
г Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, ул. Косыгина 2, Москва, 119334, Российская Федерация
д Instituto de Matemática Pura e Aplicada, Estrada Dona Castorina 110, Rio de Janeiro, CEP 22460-320, Brasil
е Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

Представлены результаты исследований зарождения квазидвумерных (в виде тонких блинов) вихревых структур в трёхмерных течениях и сужающихся квазиодномерных структур в двумерной гидродинамике при больших числах Рейнольдса, когда в главном порядке развитие этих структур может быть соответственно описано трёхмерными и двумерными уравнениями Эйлера идеальной несжимаемой гидродинамики. Численно и аналитически показано, что сжатие этих структур и соответственно увеличение их амплитуд обязано сжимаемости вмороженных полей — поля непрерывно распределённых вихревых линий в случае трёхмерной гидродинамики и поля линий ротора завихренности (di-vorticity) для двумерных течений. Выяснено, что рост завихренности и ротора завихренности можно рассматривать как процесс опрокидывания соответствующих векторных полей; при больших интенсивностях этот процесс имеет скейлинговый характер колмогоровского типа, связывающий максимальную амплитуду и соответствующие толщины/ширины структур. Проанализирована возможная связь этих когерентных структур в формировании колмогоровского спектра турбулентности и спектра Крейчнана, соответствующего постоянному потоку энстрофии в случае двумерной турбулентности.

Текст pdf (1,2 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038875
Ключевые слова: вихревые линии, завихренность, опрокидывание, турбулентность, вмороженные поля
PACS: 47.10.−g, 47.27.−i, 47.32.−y (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.11.038875
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2022/2/d/
000805351300005
2-s2.0-85129834016
2022PhyU...65..189A
Цитата: Агафонцев Д С, Кузнецов Е А, Майлыбаев А А, Серещенко Е В "Сжимаемые вихревые структуры и их роль в зарождении гидродинамической турбулентности" УФН 192 205–225 (2022)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 31 августа 2020, 18 ноября 2020

English citation: Agafontsev D S, Kuznetsov E A, Mailybaev A A, Sereshchenko E V “Compressible vortex structures and their role in the onset of hydrodynamic turbulence” Phys. Usp. 65 189–208 (2022); DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038875

Список литературы (75) Статьи, ссылающиеся на эту (3) Похожие статьи (20) ↓

  1. А.А. Абрашкин, Е.Н. Пелиновский «Волны Герстнера и их обобщения в гидродинамике и геофизике» 192 491–506 (2022)
  2. А.А. Абрашкин, Е.Н. Пелиновский «О связи дрейфа Стокса и волны Герстнера» 188 329–334 (2018)
  3. А.Г. Бершадский «Крупномасштабные фрактальные структуры в лабораторной турбулентности, океане и астрофизике» 160 (12) 189–194 (1990)
  4. Г.И. Броман, О.В. Руденко «Затопленная струя Ландау: точные решения, их смысл и приложения» 180 97–104 (2010)
  5. П.С. Ланда, Д.И. Трубецков, В.А. Гусев «Заблуждения и реальность в некоторых задачах физики (теория и эксперимент)» 179 255–277 (2009)
  6. А.Ф. Гуцол «Эффект Ранка» 167 665–687 (1997)
  7. П.Н. Свиркунов, М.В. Калашник «Фазовые картины диспергирующих волн от движущихся локализованных источников» 184 89–100 (2014)
  8. А.Г. Загородний, А.В. Киричок, В.М. Куклин «Одномерные модели модуляционной неустойчивости интенсивных ленгмюровских колебаний в плазме на основе уравнений Захарова и Силина» 186 743–762 (2016)
  9. П.К. Волков «Подобие в задачах гидромеханики невесомости» 168 1323–1329 (1998)
  10. О.Г. Бакунин «Корреляционные и перколяционные свойства турбулентной диффузии» 173 757–768 (2003)
  11. Л.А. Ривлин «Фотоны в волноводе (несколько мысленных экспериментов)» 167 309–322 (1997)
  12. М.В. Лебедев, О.В. Мисочко «К вопросу о классическом аналоге задачи Фано» 192 674–688 (2022)
  13. Ю.А. Агеева, П.К. Петров «Соотношение унитарности и унитарные ограничения для теории скалярных полей с разными скоростями звука» 193 1205–1213 (2023)
  14. А.В. Недоспасов «Об одной оценке турбулентного переноса в замагниченной плазме (к 90-летию со дня рождения Б.Б.~Кадомцева)» 188 1187–1190 (2018)
  15. В.Е. Антонов «Правило стыка трёх граничных линий на фазовых диаграммах» 183 417–422 (2013)
  16. Г.А. Марков, А.С. Белов «Демонстрация нелинейных волновых явлений в плазме лабораторной модели ионосферно-магнитосферного дакта плотности» 180 735–744 (2010)
  17. В.И. Кляцкин, К.В. Кошель «Простейший пример возникновения кластерной структуры поля пассивной примеси в случайных потоках» 170 771–778 (2000)
  18. Л.Х. Ингель «Самовоздействие тепловыделяющей примеси в жидкой среде» 168 104–108 (1998)
  19. Б.М. Болотовский, А.В. Серов «Об изображении поля излучения с помощью силовых линий» 167 1107–1111 (1997)
  20. С.Г. Арутюнян «Линии электромагнитного поля произвольно движущейся в вакууме точечной заряженной частицы» 150 445–452 (1986)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение