ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ПЕРЕХОДА ОТ ДВУМЕРНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ВИХРЕВОГО ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ К ТРЕХМЕРНОМУ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Экспериментально показано, что при увеличении глубины воды от 2 до 4 см реализуется переход от двумерной турбулентности к трехмерной. Волны частотой 6 Гц (длина волны λ = 5.6 см), распространяющиеся на поверхности воды, формируют вихревое течение, проникающее в объем жидкости. Проведенные эксперименты показывают, что в объеме "мелкой" воды глубиной h = 2 см вихревое течение однородное и квазидвумерное: вертикальная составляющая скорости декорирующих частиц равна нулю, вектор завихренности направлен вертикально. В объеме "глубокой" воды (h = 4 см) наблюдается развитое трехмерное хаотическое движение жидкости: слои воды перемешиваются соленоидальными течениями, имеющими вертикальные и горизонтальные составляющие скорости. Вихри в объеме жидкости взаимодействуют с поверхностными течениями, что приводит к росту их энергии. В результате этого взаимодействия энергия поверхностных вихрей E(t) после выключения накачки демонстрирует немонотонную зависимость от времени, отличающуюся от экспоненциального затухания, характерного для мелкой воды.

Об авторах

А. В Поплевин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: faraldos@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

А. А Левченко

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Email: faraldos@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

А. М Лихтер

Астраханский государственный университет

Email: faraldos@issp.ac.ru
Астрахань, Россия

С. В Филатов

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Email: faraldos@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

Л. П Межов-Деглин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Email: faraldos@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

Список литературы

  1. Monin A.S., Yaglom A.M. Statistical Fluid Mechanics. Vol. 1. Cambridge: MIT Press, 1971.
  2. Townsend A.A. The Structure of Turbulent Shear Flow. Cambridge University Press, 1956. 315 p. https://doi.org/10.1017/S0022112056210366
  3. Falceta-Gonçalves D. Interstellar Turbulence. arXiv:1102.0253 [astro-ph.GA]. 2011. 15 p.
  4. Hossain M., Matthaeus W.H., Montgomery D. // J. Plasma Phys. 1983. V. 30. P. 479. https://doi.org/10.1017/S0022377800001306
  5. L’vov V.S., Nazarenko S., Rudenko O. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 024520. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.024520
  6. Zakharov V.E., L’vov V.S. // Sov. Phys. JETP. 1971. V. 33. P. 1113. http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/index/e/33/6/p1113?a=list
  7. Shats M., Francois N., Xia H., Purzmann H. // Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser. 2014. V. 34. P. 1460379. https://doi.org/10.1142/S2010194514603792
  8. Von Kameke A., Huhn F., Fernández-García G., Muñuzuri A.P., Pérez-Muñuzuri V. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 074502. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.074502
  9. Filatov S.V., Parfenyev V.M., Vergeles S.S., Brazhnikov M.Y., Levchenko A.A., Lebedev V.V. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 054501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.054501
  10. Filatov S.V., Khramov D.A., Levchenko A.A. // JETP Lett. 2017. V. 106. P. 330. https://doi.org/10.7868/S0370274X1717009X
  11. Filatov S.V., Poplevin A.V., Likhter A.M., Korolev O.G., Serbin V.I., Rybakov A.V., Tumachev D.D., Levchenko A.A. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2022. V. 16. P. 1135. https://doi.org/10.1134/S1027451022060374
  12. Poplevin A.V., Levchenko A.A., Likhter A.M., Filatov S.V., Mezhov-Deglin L.P. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2024. V. 18. P. 717. https://doi.org/10.1134/S1027451024700368
  13. Parfenyev V.M., Filatov S.V., Brazhnikov M.Yu., Vergeles S.S., Levchenko A.A. // Phys. Rev. Fluids. 2019. V. 4. P. 114701. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.4.114701
  14. Filatov S.V., Aliev S.A., Levchenko A.A., Khramov D.A. // JETP Lett. 2016. V. 104. № 10. P. 702. https://doi.org/10.1134/S0021364016220082
  15. Thielicke W., Stamhuis E. // J. Open Res. Soft. 2014. V. 2. P. e30. http://dx.doi.org/10.5334/jors.b1
  16. Филанов С.В., Левченко А.А., Браженков М.Ю., Межов-Делан А.П. // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 4. C. 1. https://doi.org/10.1134/S0032816218040201
  17. Фриш У. Турбулентность. Наследие А.Н. Колмогорова. М.: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. 450 с.
  18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2003. 736 с.
  19. Xia H., Francois N. // Phys. Fluids. 2017. V. 29. P. 111107. https://doi.org/10.1063/1.5000863

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025

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».