Статистические свойства поля скорости зарождающейся трехмерной гидродинамической турбулентности
Д. С. Агафонцев+*, Е. А. Кузнецов*×°, А. А. Майлыбаев∇
+Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 117997 Москва, Россия
*Сколковский институт науки и технологий, 121205 Москва, Россия
×Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
°Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН, 142432 Черноголовка, Россия
∇Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada - IMPA, 22460-320 Rio de Janeiro, Brazil
Abstract
В настоящей работе исследуются численно статистические корреляционные
функции поля скорости на стадии зарождения трехмерной гидродинамической
турбулентности, когда динамика определяется блинообразными структурами
высокой завихренности.
Мы наблюдаем формирование степенных скейлингов для продольных и
поперечных моментов в том же интервале масштабов, что и для спектра
энергии.
Несмотря на сильную анизотропию турбулентности на этой стадии, показатели
степени структурных функций обладают теми же ключевыми свойствами, что и
для стационарной изотропной турбулентности.
В частности, показатели зависят от порядка момента нетривиальным образом,
свидетельствуя о перемежаемости и наличии аномального скейлинга, а
продольные показатели оказываются больше поперечных.
Когда спектр энергии имеет скейлинг, близкий к колмогоровскому, продольная
структурная функция третьего порядка растет линейно с расстоянием, как и
для закона 4/5 Колмогорова для изотропной стационарной турбулентности.