Modelirovanie volnovoy turbulentnosti poverkhnosti zhidkosti na osnove metoda dinamicheskikh konformnykh preobrazovaniy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе впервые обобщен метод динамических конформных преобразований для численного моделирования волновой капиллярной турбулентности поверхности жидкости в плоско-симметричной анизотропной геометрии. Модель является сильно нелинейной и учитывает эффекты поверхностного натяжения, а также диссипации и накачки энергии. Результаты моделирования показывают, что система нелинейных капиллярных волн может переходить в режим квазистационарного хаотического движения (волновая турбулентность). Вычисленные показатели спектров не совпадают с классическим спектром Захарова-Филоненко для изотропной капиллярной турбулентности, но хорошо согласуются с оценкой, полученной в предположении о доминирующем влиянии резонансных пятиволновых взаимодействий.

About the authors

E. A. Kochurin

Email: kochurin@iep.uran.ru

References

  1. V. E. Zakharov, G. Falkovich, and V. S. L'vov, Kolmogorov Spectra of Turbulence I: Wave Turbulence, Springer-Verlag, Berlin (1992).
  2. A. Picozzi, J. Garnier, T. Hansson, P. Suret, S. Randoux, G. Millot, and D. N. Christodoulides, Phys. Rep. 542(1), 1 (2014).
  3. S. Galtier, J. Phys. A Math. Theor. 51(29), 293001 (2018).
  4. S. Galtier, S. V. Nazarenko, A. C. Newell, and A. Pouquet, J. Plasma Phys. 63(5), 447 (2000).
  5. E. Kochurin, G. Ricard, N. Zubarev, and E. Falcon, Phys. Rev. E 105(6), L063101 (2022).
  6. S. Dorbolo and E. Falcon, Phys. Rev. E 83(4), 046303 (2011).
  7. I. A. Dmitriev, E. A. Kochurin, and N. M. Zubarev, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 304, 1408 (2023).
  8. В. Е. Захаров, Р. З. Сагдеев, Докл. АН СССР 192(2), 297 (1970)
  9. V. E. Zakharov and R. Z. Sagdeev, Sov. Phys. Dokl. 15, 439 (1970).
  10. A. Gri n, G. Krstulovic, V. S. L'vov, and S. Nazarenko, Phys. Rev. Lett. 128, 224501 (2022).
  11. Е. А. Кочурин, Е. А. Кузнецов, Письма в ЖЭТФ 116(12), 830 (2022)
  12. E. A. Kochurin and E. A. Kuznetsov, JETP Lett. 116(12), 863 (2022).
  13. В. Е. Захаров, Н. Н. Филоненко, ПМТФ 8(6), 62 (1967)
  14. V. E. Zakharov and N. N. Filonenko, J. Appl. Mech. Tech. Phys. 8, 37 (1967).
  15. A. O. Korotkevich, Phys. Rev. Lett. 130(26), 264002 (2023).
  16. Z. Zhang and Y. Pan, Phys. Rev. E 106(4), 044213 (2022).
  17. G. V. Kolmakov, M. Y. Brazhnikov, A. A. Levchenko, L. V. Abdurakhimov, P. V. E. McClintock, and L. P. Mezhov-Deglin, Prog. Low Temp. Phys. 16, 305 (2009).
  18. E. Falcon and N. Mordant, Annu. Rev. Fluid Mech. 54, 1 (2022).
  19. A. N. Pushkarev and V. E. Zakharov, Phys. Rev. Lett. 76, 3320 (1996).
  20. L. Deike, D. Fuster, M. Berhanu, and E. Falcon, Phys. Rev. Lett. 112, 234501 (2014).
  21. Y. Pan and D. K. P. Yue, Phys. Rev. Lett. 113, 094501 (2014).
  22. E. Kochurin, G. Ricard, N. Zubarev, and E. Falcon, Pis'ma v ZhETF 112(12), 799 (2020)
  23. E. Kochurin, G. Ricard, N. Zubarev, and E. Falcon, JETP Lett. 112(12), 757 (2020).
  24. G. Ricard and E. Falcon, Europhys. Lett. 135(6), 64001 (2021).
  25. S. Nazarenko, Wave turbulence, Springer-Verlag, Berlin (2011), v. 825.
  26. A. Dyachenko, Y. Lvov, and V. E. Zakharov, Physica D 87, 233 (1995).
  27. A. O. Korotkevich, A. I. Dyachenko, and V. E. Zakharov, Physica D 321, 51 (2016).
  28. A. C. Newell and B.Rumpf, Annu. Rev. Fluid Mech. 43, 59 (2011).
  29. S. Walton and M. B. Tran, SIAM J. Sci.Comput. 45(4), B467 (2023).
  30. L. V. Ovsjannikov, Arch. Mech. 26, 6 1974.
  31. A. I. Dyachenko, E. A. Kuznetsov, M. Spector, and V. E. Zakharov, Phys. Lett. A 221, 736 (1996).
  32. V. E. Zakharov, A. I. Dyachenko, and O. A. Vasilyev, Eur. J. Mech. B Fluids 21, 283 (2002).
  33. S. Tanveer, Proc. R. Soc. A: Math. Phys. Sci. 435(1893), 137 (1991).
  34. S. Tanveer, Proc. R. Soc. A: Math. Phys. Sci. 441(1913), 501 (1993).
  35. S. A. Dyachenko, Stud. Appl. Math. 148(1), 125 (2022).
  36. В. П. Рубан, ЖЭТФ 157(5), 944 (2020)
  37. V. P.Ruban, JETP 130, 797 (2020).
  38. S. Dyachenko and A. C. Newell, Stud. Appl. Math. 137, 199 (2016).
  39. А. О. Короткевич, А. О. Прокофьев, В. Е. Захаров, Письма в ЖЭТФ 109(5), 312 (2019)
  40. A. O. Korotkevich, A. Proko ev, and V. E. Zakharov, JETP Lett. 109, 309 (2019).
  41. A. Nachbin, Physica D 445, 133646 (2023).
  42. T. Gao, A. Doak, J. M. Vanden-Broeck, and Z. Wang, Eur. J. Mech. B Fluids 77, 98 (2019).
  43. M. V. Flamarion, T. Gao, R. Ribeiro-Jr, and A. Doak, Phys. Fluids 34, 127119 (2022).
  44. Е. А. Кочурин, ПМТФ 59(1), 91 (2018)
  45. E. A. Kochurin, J. Appl. Mech. Tech. Phys. 59, 79 (2018).
  46. S. Murashige and W. Choi, J.Comput. Phys. 328, 234 (2017).
  47. J. Shelton, P. Milewski, and P. H. Trinh, J. Fluid Mech. 972, R6 (2023).
  48. L. Kayal, S. Basak, and R. Dasgupta, J. Fluid Mech. 951, A26 (2022).
  49. E. Herbert, N. Mordant, and E. Falcon, Phys. Rev. Lett. 105, 144502 (2010).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies