Два режима динамики когерентных столбовых вихрей во вращающейся жидкости
Д. Д. Тумачев+*, С. В. Филатов+*, С. С. Вергелес+×, А. А. Левченко+*×
+Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН, 142432 Черноголовка, Россия
*Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН, 142432 Черноголовка, Россия
×Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", 101000 Москва, Россия
Abstract
Экспериментально исследована генерация вихревого течения в несжимаемой
жидкости внутри вращающегося закрытого аквариума кубической формы.
Возбуждение течения осуществлялось путем создания мелкомасштабных вихрей
вблизи боковых ребер куба.
В объеме жидкости наблюдались
когерентные столбовые вихри-циклоны, простирающиеся от дна до крышки
куба. Время существования циклонов значительно превышало время вязкого
затухания за счет трения о дно и крышку. Установлено, что существуют два
режима квази-двумерной турбулентности, которые характеризуются разными
способами взаимодействия квази-двумерного течения и инерционных волн.
Исследованы радиальные профили средней по времени азимутальной скорости в
когерентных вихрях в этих двух режимах, показано, что отличаются
размерами и распределением завихренности по радиусу.