Место издания:Издательство Московского Университета
Первая страница:59
Аннотация:Динамика внутренних и инерционных волн в замкнутой области обладает замечательным
свойством фокусировки траектории волновых пакетов на замкнутом пути, называемом
волновым аттрактором. В вязкой жидкости значительный рост амплитуды волн на волновом
аттракторе приводит к образованию неустойчивостей. При этом, переход к турбулентности и
описание полностью турбулентного режима существенно отличаются от движения в области
без волнового аттрактора. Предыдущие исследования демонстрируют ключевую роль каскада
триадных резонансов в формировании развитой турбулентности, и при наличии
опрокидываний, и без. При этом не принималось во внимание, что важным фактором,
влияющим на характеристики движения вязкой жидкости, является форма области, а именно
соотношение горизонтального и вертикального масштабов движения. В настоящей работе
были выявлены кардинальные различия течений в геометрии с разными аспектными
соотношениями и проведено детальное спектральное исследование, включающее временной
и пространственный Фурье-анализ. Оказалось, что при большом аспектном соотношении
порядка десяти, возникает существенно большая концентрация относительной кинетической
энергии [1] и возникновение каскада триадных резонансов сменяется супергароническим
каскадом и каскадом на полуцелых частотах. При этом каскад пространственных структур
также соответствует другому наклону спектра, чем для каскада триадных резонансов.
Исследование зависимости времени установления режимов позволяет сделать выводы о
реализуемости течений в меняющихся внешних условиях. Результаты применения методов
визуализации вихревых течений в применении к волновых режимам и существенные отличия
в характеристиках спектров при аспектом соотношении порядка единицы и порядка десяти
говорят о необходимости исследования промежуточных режимов.
[1] Моделирование аккумуляции кинетической энергии внутренних волн в областях с большим
отношением горизонтального и вертикального масштабов / С. А. Елистратов, К. А. Ватутин, И. Н.
Сибгатуллин и др. // Труды Института системного программирования РАН (электронный журнал). –
2020. – Т. 32, No 6. – С. 200–212.