Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. Часть II. Фрик П.Г. - 51 стр.

                                                                      51




5.2. Ëàáîðàòîðíûåýêñïåðèìåíòû
      Ñîâåðø åííî îñîáåííîå ïîâåäåíèå äâóìåðíîé òóðáóëåíòíîñòè äåëàåò
èíòåðåñíûì äåòàëüíîå èçó÷åíèå åå ñâîéñòâ è çàñòàâëÿåò çàäóìàòüñÿ íàä âî-
ïðîñîì, ñóù åñòâóåò ëè òóðáóëåíòíîñòü ñ òàêèìè ñâîéñòâàìè. Í àäåÿòüñÿ íà
ñóù åñòâîâàíèå ÷èñòî äâóìåðíîãî òóðáóëåíòíîãî ïîòîêà ïðè áîëüø èõ ÷èñ-
ëàõ Ðåéíîëüäñà, ïî-âèäèìîìó, íå ïðèõîäèòñÿ. Îäíàêî, ìîæíî ðàññ÷èòû-
âàòü íà ñóù åñòâîâàíèå «êâàçèäâóìåðíûõ ïîòîêîâ», îáëàäàþ ù èõ íåêîòî-
ðûìè ÷åðòàìè äâóìåðíîé òóðáóëåíòíîñòè.
      Ï ðîñòåéø èé ôàêòîð, ïðèâîäÿù èé ê «äâóìåðèçàöèè» òóðáóëåíòíîãî
ïîòîêà - ýòî ãåîìåòðèÿ ïîëîñòè, â êîòîðîé ñóù åñòâóåò òóðáóëåíòíîñòü.
Òî÷íåå ãîâîðÿ, ðå÷ü èäåò î òîíêèõ ñëîÿõ æèäêîñòè, â êîòîðûõ îäèí ðàçìåð
îáëàñòè çíà÷èòåëüíî ìåíüø å äâóõ äðóãèõ. Í à÷èíàÿ ñ ïåðâûõ æå ðàáîò ïî
äâóìåðíîé òóðáóëåíòíîñòè, îáñóæäàëàñü âîçìîæíîñòü îáíàðóæåíèÿ
ñâîéñòâ äâóìåðíîé òóðáóëåíòíîñòè â êðóïíîìàñø òàáíûõ òå÷åíèÿõ îêåàíà è
àòìîñôåðû. Äåéñòâèòåëüíî, òîëù èíà ïëîòíîé àòìîñôåðû âñåãî ëèø ü 10 êì,
â òî âðåìÿ êàê õàðàêòåðíûé ìàñø òàá êðóïíîìàñø òàáíûõ âèõðåé (öèêëîíîâ
è àíòèöèêëîíîâ) ñîñòàâëÿåò òûñÿ÷è
êèëîìåòðîâ.
      Ãåîìåòðèÿ - òîëüêî îäèí èç
âîçìîæíûõ ñïîñîáîâ ïîäàâëåíèÿ
äâèæåíèé âäîëü îäíîé èç êîîðäè-
íàò. Ê äðóãèì âîçìîæíîñòÿì îòíî-
ñÿòñÿ óñòîé÷èâàÿ ñòðàòèôèêàöèÿ
æèäêîñòè, ñèëüíîå âðàù åíèå, ìàã-
íèòíûå ïîëÿ.
      Ï åðâàÿ ïîïûòêà ðåàëèçîâàòü
äâóìåðíóþ òóðáóëåíòíîñòü â ëàáî-
ðàòîðíûõ óñëîâèÿõ áûëà îñíîâàíà
íà èäåå ïîäàâëåíèÿ îäíîé êîìïî-
íåíòû ïîëÿ ñêîðîñòè ìàãíèòíûì
ïîëåì. Îïûòû ïðîâîäèëèñü â È í-
ñòèòóòå ôèçèêè â Ðèãå, ãäå èññëå-
äîâàëîñü òóðáóëåíòíîå òå÷åíèå
æèäêîãî ìåòàëëà (ðòóòè) çà ðåø åò-                Ðèñ.5.4
êîé ïðè âêëþ ÷åíèè ñèëüíîãî ïîïå-
ðå÷íîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Óäàëîñü
ïîêàçàòü, ÷òî äâèæåíèÿ âäîëü ïîëÿ äåéñòâèòåëüíî ìåíåå èíòåíñèâíû, ÷åì â
äâóõ äðóãèõ íàïðàâëåíèÿõ, íî èçìåðåííûå ñïåêòðû ñ òðóäîì ïîääàâàëèñü
äàæå êà÷åñòâåííîé èíòåðïðåòàöèè.
      Ñëåäóþ ù èé ýêñïåðèìåíò ïî äâóìåðíîé òóðáóëåíòíîñòè áûë ïðîâåäåí
È .Êóäåðîì, êîòîðûé èçó÷àë äâèæåíèÿ æèäêîñòè â ìûëüíûõ ïëåíêàõ. Â