ერთგვაროვანი წანაცვლებითი ტურბულენტობის დინამიკა - არაწრფივი განივი კასკადის საკვანძო როლი „ბაიფასს“ კონცეფციაში

ავტორი: გიორგი მამაცაშვილი
თანაავტორები: გ. ხუჯაძე, გ. ჩაგელიშვილი, ს. დონგი, ხ. ხიმენესი, ჰ. ფოისი
საკვანძო სიტყვები: წანაცვლებითი დინება, არამოდალური ზრდა, ტურბულენტობა
ანოტაცია:

შესრულებულია ჰომოგენური წანაცვლებითი ტურბულენტობის პირდაპიური რიცხვითი სიმულაციები სპექტრალურად მდგრადი სუბკრიტიკული ტურბულენტობის თვითშენაჩუნების მექანიზმის გასააზრებლად. ტურბულენტობის დინამიკა გაანალიზებულია სპექტრალურ სივრცეში თვლის დომენის გვერდების სიგრძეების სხვადასხვა ფარდობის დროს. ნაჩვენებია, რომ წრფივი პროცესების ანიზოტროპია განაპირობებს არაწრფივი პროცესების ანიზოტროპიას, რაც გამოიხატება იმაში, რომ მთავარი არაწრფივი პროცესები არის არა პირდაპირი ან შებრუნებული კასკადი, არამედ განივი კასკადი - ჰარმონიკების კუთხური გადანაწილება სპექტრალურ სივრცეში. ასევე ნაჩვენებია, რომ ტურბულენტობა ნარჩუნდება წრფივი ტრანზიენტული, ანუ, არამოდალური ზრდისა და არაწრფივი განივი კასკადის სპეციფიური თანაქმედებით. ეს სპეციფიური თანაქმედება ძირითადად ხდება დიდი მასშტაბის ჰარმონიკებში რომელთა ზომა დომენის ზომის სადარია. შესაბამისად, სპექტრალური სივრცის ეს დიდმასშტაბოვანი არეალი გადამწყვეტია - ტურბულენტობის თვითშენარჩუნების პროცესები ძირითადად აქაა თავმოყრილი. მას ტურბულენტობის თვითშენარჩუნების სასიცოცხლო არეალი ვუწოდეთ. სასიცოცხლო არეალის გარეთ, ფურიე ჰარმონიკების ენერგია გადაიტანება დისიპაციურ მასშტაბებამდე ჩვეულებრივი წრფივი კასკადით. მიუხედავად იმისა, რომ კასკადებისა და, ზოგადად, ტურბულენტობის თვითშენარჩუნების პროცესები თვისობრივად მსგავსია თვლის დომენის გვერდების სიგრძეების სხვადასხვა ფარდობის დროს, ადგილი აქვს გარკვეულ რაოდებობრივ სხვაობას - ჰარმონიკათა რიცხვი, რომლებიც აქტიურ მონაწილეობას იღებენ თვითშენარჩუნების პროცესში მნიშვნელოვნადაა დამოკიდებული გვერდების სიგრძიეების ფარდობაზე (36, 86, 209 ჰარმონიკა აქ განხილული გვერდების სიგრძეების ფარდობებისათვის). ეს მიუთითებს, რომ ერთგვაროვანი წანაცვლებითი ტურბულენტობის თვითშენარჩუნების პროცესი მეტად რთულია და არ აღიწერება დაბალი რიგის მოდელებით.