Cтатьи, принятые к публикации

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 квази- двумерных (в виде тонких блинов) вихревых структур в трехмерных течениях и сужающихся квазиодномерных структур в двумерной гидродинамике при больших числах Рейнольдса, когда в главном порядке развитие этих структур может быть соответственно описано трехмерными 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 распределенных вихревых линий в случае трехмерной 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.

Ключевые слова: вихревые линии, завихренность, опрокидывание, турбулентность, вмороженные поля
DOI: 10.3367/UFNr.2020.11.038875
Цитата: Агафонцев Д С, Кузнецов Е А, Майлыбаев А А, Серещенко Е В "Сжимаемые вихревые структуры и их роль в зарождении гидродинамической турбулентности" УФН, принята к публикации

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 turbulencePhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038875

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение