КОРРЕЛЯЦИИ ФЛУКТУАЦИЙ ТЕЧЕНИЯ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ СЛУЧАЙНОЙ СИЛОЙ НА ФОНЕ СДВИГОВОГО ПОТОКА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуются флуктуации завихренности, возбуждаемые внешней случайной силой в двумерной жидкости в присутствии сильного внешнего сдвигового потока. Задача мотивирована анализом больших когерентных вихрей, возникающих в результате обратного энергетического каскада в конечной ячейке при больших числах Рейнольдса. Развивается теория возмущений для расчета нелинейных поправок к корреляционным функциям флуктуаций потока в предположении, что внешняя сила имеет малое время корреляции. Проанализированы поправки к парной корреляционной функции завихренности и некоторым моментам. Проведенный анализ позволяет установить достоверность теории возмущений для лабораторных экспериментов и численного моделирования.

Ключевые слова

Об авторах

И. В. Колоколов

Институт теоретической физики им. Л.Д.Ландау Российской академии наук; Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Автор, ответственный за переписку.
Email: igor.kolokolov@gmail.com
Россия, 142432, Черногоголовка, Московская область; 101000, Москва

В. В. Лебедев

Институт теоретической физики им. Л.Д.Ландау Российской академии наук; Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Email: igor.kolokolov@gmail.com
Россия, 142432, Черногоголовка, Московская область; 101000, Москва

Список литературы

  1. G. Boffetta and R. E. Ecke, Ann. Rev. Fluid Mech.44, 427 (2012).
  2. R. H. Kraichnan, Phys. Fluids 10, 1417 (1967).
  3. C. E. Leith, Phys. Fluids 11, 671 (1968).
  4. G. K. Batchelor, Phys. Fluids 12, 233 (1969).
  5. R. H. Kraichnan and D. Montgomery, Rep. Prog.Phys. 43, 547 (1980).
  6. J. Sommeria, Experimental Study of the Two-Dimensional Inverse Energy Cascade in a Square Box, J . Fluid Mech. 170, 139 (1986).
  7. D. Molenaar, H. J. H. Clercx, and G. J. F. van Heijst,Physica D 196, 329 (2004).
  8. H. Xia, M. Shats, and G. Falkovich, Phys. Fluids 21, 125101 (2009).
  9. A.V. Orlov, M. Yu. Brazhnikov, and A.A.Levchenko, Письма в ЖЭТФ 107, 166 (2018) [JETP Lett. 107, 157 (2018)].
  10. M. Chertkov, C. Connaughton, I. Kolokolov, andV. Lebedev, Dynamics of Energy Condensation in Two-Dimensional Turbulence, Phys. Rev. Lett. 99, 084501 (2007).
  11. J. Laurie, G. Boffetta, G. Falkovich, I. Kolokolov,and V. Lebedev, Universal Profile of the Vortex Condensate in Two-Dimensional Turbulence, Phys. Rev. Lett. 113, 254503 (2014).
  12. I. V. Kolokolov and V .V. Lebedev, Profile of Coherent Vortices in Two-Dimensional Turbulence, Письма в ЖЭТФ 101, 181 (2015) [JETP Lett. 101, 164 (2015)].
  13. I. V. Kolokolov and V. V. Lebedev, Structure of Coherent Vortices Generated by the Inverse Cascade of Two-Dimensional Turbulence in a Finite Box, Phys. Rev. E 93, 033104 (2016).
  14. I. V. Kolokolov and V. V. Lebedev, Velocity Statistics Inside Coherent Vortices Generated by the Inverse Cascade of 2-D Turbulence, J. Fluid Mech. 809, R2 (2016).
  15. A. Frishman, J. Laurie, and G. Falkovich, Phys. Rev. Fluids 2, 032602 (2017).
  16. И. В. Колоколов, В. В. Лебедев, Крупномасштабное течение в двумерной турбулентности при статической накачке, Письма в ЖЭТФ 106, 633 (2017)
  17. I. Kolokolov and V. Lebedev, Phys. Rev. E 102, 023108 (2020).
  18. A. N. Doludenko, S. V. Fortova, I. V. Kolokolov, and V. V. Lebedev, Ann. Phys. 447, 169072 (2022).
  19. M. Souzy, I. Zaier, H. Lhuissier, T. Le Borgne, and B.Metzger, Mixing Lamellae in a Shear Flow, J.Fluid Mech. 838, R3 (2018).
  20. H. W. Wyld, Ann. Phys. 14, 143 (1961).
  21. P. C. Martin, E. D. Siggia, and H. A. Rose, Phys.Rev. A 8, 423 (1973).
  22. J. Hertz, Y. Roudi, and P. Sollich, J. Phys. A 50, 033001 (2017).
  23. G. C. Wick, The Evaluation of the Collision Matrix, Phys. Rev. 80, 268 (1950).
  24. S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Vol. I (Foundations), Cambridge University Press, Cambridge, U. K. (1995).
  25. И. В. Колоколов, В. В. Лебедев, М. М. Тукмакова, ЖЭТФ 163, 881 (2023)
  26. И. В. Колоколов, В. В. Лебедев, М. М. Тумакова,Письма в ЖЭТФ 117, 127 (2023)
  27. R. H. Kraichnan, Phys. Fluids 8, 575 (1965).
  28. В. И. Белиничер, В. С. Львов, ЖЭТФ 93, 533 (1987)
  29. E. Deusebio, G. Boffetta, E. Lindborg, and S.Musacchio, Phys. Rev. E 90, 023005 (2014).
  30. I. V. Kolokolov, L. L. Ogorodnikov, and S.S.Vergeles,Phys. Rev. Fluids, 5, 034604 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).