Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики
НАЧАЛО | ПОИСК | ДЛЯ АВТОРОВ | ПОМОЩЬ      e
Общая информация о журнале
Золотые страницы
Адреса редакции
Содержание журнала
Сообщения редакции
Правила для авторов
Загрузить статью
Проверить статус статьи


ЖЭТФ, Том 159, Вып. 1, стр. 129 (Январь 2021)
(Английский перевод - JETP, Vol. 132, No 1, January 2021 доступен on-line на www.springer.com )

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

Поступила в редакцию: 31 Марта 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.

 
Сообщить о технических проблемах