Dva rezhima dinamiki kogerentnykh stolbovykh vikhrey vo vrashchayushcheysya zhidkosti
- Authors: Tumachev D.D.1,2, Filatov S.V.1,2, Vergeles S.S.1,3, Levchenko A.A.1,2,3
-
Affiliations:
- Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН
- Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН
- Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
- Issue: Vol 118, No 5-6 (9) (2023)
- Pages: 430-437
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/141978
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823180076
- EDN: https://elibrary.ru/WXWJOG
- ID: 141978
Cite item
Abstract
Экспериментально исследована генерация вихревого течения в несжимаемой жидкости внутри вращающегося закрытого аквариума кубической формы. Возбуждение течения осуществлялось путем создания мелкомасштабных вихрей вблизи боковых ребер куба. В объеме жидкости наблюдались когерентные столбовые вихри-циклоны, простирающиеся от дна до крышки куба. Время существования циклонов значительно превышало время вязкого затухания за счет трения о дно и крышку. Установлено, что существуют два режима квази-двумерной турбулентности, которые характеризуются разными способами взаимодействия квази-двумерного течения и инерционных волн. Исследованы радиальные профили средней по времени азимутальной скорости в когерентных вихрях в этих двух режимах, показано, что отличаются размерами и распределением завихренности по радиусу.
About the authors
D. D. Tumachev
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН;Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН
Email: d.tumachev@issp.ac.ru
S. V. Filatov
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН;Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН
S. S. Vergeles
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН;Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
A. A. Levchenko
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН;Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН;Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
References
- H. P. Greenspan, The theory of rotating uids, At the University Press, Cambridge (1968).
- P. A. Davidson, Turbulence in Rotating, Strati ed and Electrically Conducting Fluids, Cambridge University Press, Cambridge (2013).
- S. J. Beresh, Meas. Sci. Technol. 32, 102003 (2021).
- U. Frisch, Turbulence: the legacy of A.N. Kolmogorov, Cambridge University Press, Cambridge (1995).
- S. B. Pope, Turbulent ows, Cambridge University Press, Cambridge (2000).
- G. Bo etta and R. E. Ecke, Ann. Rev. Fluid. Mech. 44, 427 (2012).
- J. Sommeria, J. Fluid Mech. 170, 139 (1986).
- Нелинейные волны. Самоорганизация, под ред. А. В. Гапонов-Грехов, М. И. Рабинович, Наука, М. (1983).
- S. K. Robinson, Ann. Rev. Fluid. Mech. 23, 601 (1991).
- J. Laurie, G. Bo etta, G. Falkovich, I. Kolokolov, and V. Lebedev, Phys. Rev. Lett. 113, 254503 (2014).
- A. McEwan, Nature 260, 126 (1976).
- F. S. Godeferd and F. Moisy, Appl. Mech. Rev. 67, 030802 (2015).
- A. Alexakis and L. Biferale, Phys. Rep. 767, 1 (2018).
- A. Campagne, B. Gallet, F. Moisy, and P.-P. Cortet, Phys. Rev. E 91, 043016 (2015).
- F. Pizzi, G. Mamatsashvili, A. J. Barker, A. Giesecke and F. Stefani, Phys. Fluids 34, 125135 (2022).
- I. Kolokolov, L. Ogorodnikov, and S. Vergeles, Phys. Rev. Fluids 5, 034604 (2020).
- V. M. Parfenyev and S. S. Vergeles, Phys. Fluids 33, 115128 (2021).
- W. Thielicke and R. Sonntag, Journal of Open Research Software 9, 12 (2021).
- E. Stamhuis and W. Thielicke, Journal of Open Research Software 2, 30 (2014).
- E. Monsalve, M. Brunet, B. Gallet, and P.-P. Cortet, Phys. Rev. Lett. 125, 254502 (2020).
- N. Lanchon, D. O. Mora, E. Monsalve, and P.-P. Cortet, Phys. Rev. Fluids 8, 054802 (2023).
- C. Morize, F. Moisy, and M. Rabaud, Phys. Fluids 17, 095105 (2005).
- E. Hop nger, F. Browand, and Y. Gagne, J. Fluid Mech. 125, 505 (1982).
- J. E.Ruppert-Felsot, O. Praud, E. Sharon, and H. L. Swinney, Phys. Rev. E 72, 016311 (2005).
- A. V. Orlov, M. Y. Brazhnikov, and A. A. Levchenko, JETP Lett. 107, 157 (2018).
- L. Z. Sans'on and G. van Heijst, J. Fluid Mech. 412, 75 (2000).
- I. Kolokolov and V. Lebedev, Phys. Rev. E 93, 033104 (2016).
- L. Jacquin, O. Leuchter, C. Cambonxs, and J. Mathieu, J. Fluid Mech. 220, 1 (1990).
- V. M. Parfenyev, I. A. Vointsev, A. O. Skoba, and S. S. Vergeles, Phys. Fluids 33, 065117 (2021).
- A. Frishman and C. Herbert, Phys. Rev. Lett. 120, 204505 (2018).