Научный отчет № 5434

Название

Моделирование многофазных и многокомпонентных потоков в природных и технологических процессах. По теме: Спектр затухающей двумерной автомодельной турбулентности.

Авторы

Вигдорович И.И.

Аннотация

Рассматривается затухающее двумерное однородное и изотропное турбулентное течение и автомодельном пределе, который достигается при больших значениях числа Рейнольдса, образованного по времени и кинетической энергии потока, если начальное значение усредненной энстрофии стремится к бесконечности при вязкости, стремящейся к нулю. В этом случае скорость диссипации энстрофии имеет ненулевой конечный предел. Исследуются корреляционная функция поля завихренности и спектральная плотность энстрофии в инерционном интервале расстояний и волновых чисел, где эти функции свободны от влияния вязкости и параметров крупномасштабного течения. Оказывается, что в затухающей двумерной автомодельной турбулентности инерционный интервал существует в физическом пространстве, но отсутствует в пространстве волновых чисел. Это означает, что турбулентные вихри соответствующего размера не дают вклада в спектральную плотность, а известный закон минус первой степени не выполняется. Спектральная плотность энстрофии при больших волновых числах ведет себя немонотонно — она сначала убывает быстрее, чем по закону минус первой степени, а затем, в области диссипации, имеет участок роста и второй максимум. При этом поток энстрофии по спектру на левой границе области диссипации составляет только часть от скорости диссипации энстрофии.

Год публикации

2019 г.

Объём

16 с.

Научный руководитель

Осипцов А.Н.

Ключевые слова

затухающая двумерная турбулентность, автомодельное однородное и изотропное турбулентное течение, спектральные функции.