Турбулентные течения с сильным средним

Турбулентные течения с сильным средним отличаются прямым взаимодействием между крупномасштабным средним течением и мелко-масштабными турбулентными пульсациями минуя промежуточные масштабы. Установление сильного среднего течения оказывается возможным, если в системе наблюдается передача энергии течения вверх по масштабам, как это имеет место в двумерных течениях и квази-двумерных течениях быстро вращающейся жидкости.

• Геострофические вихри во вращающейся жидкости.
• Когерентные вихри в двумерной турбулентности.

Геострофические вихри во вращающейся жидкости

Быстрое вращение жидкости как целого разделяет её течение на две компоненты: геострофическое течение, которое однородно вдоль оси вращения (вертикали), и инерционные волны, частота колебаний которых сравнима с угловой скоростью вращения жидкости. Однородность геострофического течения по вертикали делает его подобным двумерному течению, в том числе, от двумерного течения наследуется механизм аккумулирования кинетической энергии в крупных вихрях. Мы изучаем режимы турбулентного течения, при которых устанавливаются устойчивые во времени геострофические вихри.

В лаборатории уже на протяжении 2-х лет работает установка “Вращающийся куб”, предназначенная для исследования когерентных вихрей, образующихся в турбулентном геострофическом течении. У нас имеется обширный опыт по PIV-измерениям поля скорости течения в объёме и на поверхности жидкости. Имеется также опыт по организации подогрева жидкости для возбуждения конвекции. Часть предварительных результатов была представлена на докладе сотрудником лаборатории Тумачёвым Даниилом (совместно с Филатовым С.В., Вергелесом С.С. и Левченка А.А.), «Экспериментальное исследование когерентных геострофических вихрей»

Когерентные вихри в двумерной турбулентности

Сайт лаборатории находится в разработке, для ознакомления с этой серией исследований можно пройти на страницу сайта Сектора неравновесных состояний.