On Cascade Energy Transfer in Convective Turbulence


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The paper is devoted to specificities of the cascade processes in developed turbulence existing on a background of the density (temperature) gradient either parallel (turbulence in a stably stratified (SS) medium) or antiparallel (convective turbulence (CT)) to the gravitational force. Our main attention is paid to the Obukhov–Bolgiano (OB) regime, which presumes a balance between the buoyancy and nonlinear forces in a sufficiently extensive part of the inertial interval. Up to now, there has been no reliable evidence of the existence of the OB regime, although fragments of spectra with slopes close to–11/5 and–7/5 were detected in some works on the numerical simulations of convective turbulence. The paper presents a critical comparison of these data with the results obtained in this work using the cascade model of convective turbulence, which makes it possible to consider a wide range of control parameters. The cascade model is new and was obtained by the generalization of the class of helical cascade models to the case of turbulent convection. It is shown that, in developed turbulence, which is characterized by an interval with a constant spectral flux of kinetic energy, the buoyancy force cannot compete with nonlinear interactions and has no essential effect on the dynamics of the inertial interval. It is the buoyancy force that supplies the cascade process with energy in convective turbulence but only in the maximum scales. Under the SS conditions, the buoyancy forces reduce the energy of turbulent pulsations. In the case of stable stratification, the buoyancy force reduces the turbulence pulsation energy. The OB regime arises in none of these cases, but, in the scales beyond the inertial interval, Kolmogorov’s turbulence with the “–5/3” law, in which temperature behaves like a passive admixture, is established. The observed deviations from the “–5/3” spectrum, erroneously interpreted as the OB regime, are manifested in the case of insufficient separation of the macroscale of turbulence and the dissipative scale.

Ключевые слова

Об авторах

A. Shestakov

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: shestakov@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

R. Stepanov

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Email: shestakov@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

P. Frick

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Email: shestakov@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».