Семинар НУГ: «Структура когерентного столбового вихря в трехмерном вращающемся потоке жидкости»

В работе исследуется аналитически механизм поддержания когерентного столбового вихря в статистически устойчивом состоянии в быстро вращающейся турбулентной трехмерной несжимаемой жидкости. Число Россби предполагается малым как для мелкомасштабных турбулентных пульсаций, так и для крупномасштабного когерентного вихря, ось которого направлена вдоль оси вращения. Предполагается, что мелкомасштабные пульсации возбуждаются случайной силой с однородной статистикой в пространстве и времени. Быстрая динамика пульсаций - это динамика инерционных волн. Мы отслеживаем, как на инерционные волны влияет локальный сдвиговый поток, создаваемый дифференциальным вращением в вихре, прежде чем исчезнуть из-за вязкости. Показано, что влияние сдвигового течения приводит к тому, что мощность возбуждающей силы передается через малые пульсации в вихрь. В работе находится уравнение, определяющее профиль средней радиальной скорости в вихре, а также сам профиль.