ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ из "Турбулентность - модели и подходы Ч 2" Совершенно особенное поведение двумерной турбулентности делает интересным детальное изучение ее свойств и заставляет задуматься над вопросом, существует ли турбулентность с такими свойствами. Надеяться на существование чисто двумерного турбулентного потока при больших числах Рейнольдса, по-видимому, не приходится. Однако, можно рассчитывать на существование квазидвумерных потоков , обладающих некоторыми чертами двумерной турбулентности. [c.51] Простейший фактор, приводящий к двумеризации турбулентного потока - это геометрия полости, в которой существует турбулентность. Точнее говоря, речь идет о тонких слоях жидкости, в которых один размер области значительно меньше двух других. Начиная с первых же работ по двумерной турбулентности, обсуждалась возможность обнаружения свойств двумерной турбулентности в крупномасштабных течениях океана и атмосферы. Действительно, толщина плотной атмосферы всего лишь 10 км, в то время как характерный масштаб крупномасштабных вихрей (циклонов и антициклонов) составляет тысячи километров. [c.51] Геометрия - только один из возможных способов подавления движений вдоль одной из координат. К другим возможностям относятся устойчивая стратификация жидкости, сильное вращение, магнитные поля. [c.51] ЭТИХ опытах удалось показать наличие обратного каскада энергии (точнее говоря, был зафиксирован рост среднего размера вихря со временем). [c.52] Возбуждение течения в опытах производилось с помощью электромагнитных сил. В дно кюветы были встроены 36 точечных электродов, к которым подводилось постоянное напряжение (полярность чередовалась в шахматном порядке). Растекающиеся в слое электрические токи взаимодействовали с вертикальным магнитным полем и приводили к формированию 36 планарных вихрей, закрученных также в шахматном порядке. Варьируя значения приложенного магнитного поля и силы тока, можно бьшо менять интенсивность движения и величину линейного трения. [c.53] В опытах исследовались турбулентные режимы, в которых удалось наблюдать формирование обратного каскада энергии со спектром -5/3 и показать справедливость оценки (5.20). На рис.5.5 приведен экспериментальный спектр пульсаций скорости, полученный в этой работе, и отмечен ожидаемый наклон спектра. Очевидно, что диапазон масштабов, в котором можно ожидать формирования инерционного интервала, достаточно мал и результат носит скорее качественный характер, но именно эта работа убедительно доказала возможность существования (и наблюдения) обратного каскада энергии в квазидвумерных турбулентных потоках. [c.53] Вернуться к основной статье