Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 159, No. 1, p. 129 (January 2021)
(English translation - JETP, Vol. 132, No. 1, January 2021 available online at www.springer.com )

Характеристики турбулентности, индуцированной механическими волнами в лотке
Полников В.Г., Цяо Ф.

Received: March 31, 2020

DOI: 10.31857/S0044451021010119

PDF (723.7K)

В ветроволновом лотке выполнены измерения трех компонент скорости течений ui (i = x, y, z), индуцированных механическими волнам, которые генерировались волнопродуктором для трех вариантов доминантных частот f0 и набора значительных высот волн Hs для каждой частоты. С целью изучения степени анизотропии индуцированной волнами турбулентности и оценивания скорости ее диссипации \varepsilon рассчитаны стандартные отклонения σ i и частотные спектры Si(f) для компонент измеренных течений. По предложенной процедуре фильтрации рассчитаны характеристики σ iF и SiF(f) для турбулентных составляющих течений, в которых отфильтрованы волновые движения. Показано, что величины σ i проявляют сильную анизотропию, степень которой варьирует с изменением параметров волн. Для турбулентных составляющих течений имеет место соотношение \sigma _{xF} \approx \sigma _{yF} \geq (1.5-3)σ zF, означающее существенную анизотропию турбулентности в случаях горизонтального и вертикального движений. Полуфеноменологический подход позволяет для величин σ iF найти аналитическое представление через параметры волн. Спектры турбулентных составляющих для горизонтальных компонент скорости SxF(f) и SyF(f) в области частот f> 2f0 близки по форме и интенсивности и, как правило, имеют степенной закон убывания интенсивности «-1.6\pm 0.1. В том же диапазоне частот интенсивность спектров вертикальной компоненты скорости SzF(f) на порядок меньше и убывает по закону «-2.0\pm 0.1. Степенные участки трактуются как аналоги колмогоровских спектров, обусловленных передачей энергии от орбитальных движений механических волн вверх по частотам. Предложена феноменологическая модель спектра с законом убывания «-2», позволяющая по интенсивности степенного участка Sz(f) определять величину скорости диссипации кинетической энергии турбулентности \varepsilon . Получены оценки \varepsilon и построена ее параметризация. Приводятся обсуждение и возможная интерпретация полученных результатов.

 
Report problems