Бюджет уравнений для напряжений Рейнольдса в области турбулентности, возникающей при обрушении внутренних волн

Яковенко Сергей Николаевич
1. Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН Новосибирск, Россия
yakovenk@itam.nsc.ru
Материал поступил в редколлегию 28.04.2012
Результаты прямого численного моделирования используются для получения статистических моментов в квазистационарной области турбулентности, формирующейся в устойчиво стратифицированном течении над препятствием после обрушения внутренних волн. Исследованы эволюция по времени и пространственное поведение компонент тензора напряжений Рейнольдса и бюджета уравнений переноса напряжений Рейнольдса. Такой анализ полезен для изучения области турбулентности и ее энергетических характеристик в терминах статистических моментов, для проверки гипотез замыкания в моделях турбулентности и для оценки геофизически важных величин. В частности, вычисленное глобальное значение эффективности перемешивания составляет около 0,2, как и в океанологических приложениях. Предложены простые алгебраические соотношения между турбулентной кинетической энергией и скоростью ее диссипации. В уравнении для тензора напряжений Рейнольдса, член корреляции пульсаций давления и сдвига скорости обеспечивает перераспределение нормальных компонент напряжений согласно аппроксимации стремления к изотропии, тогда как диссипативный тензор приближенно следует предположению локальной изотропии.

Ключевые слова:
устойчивая стратификация, обрушение внутренних волн, течение над препятствием, прямое численное моделирование, модели турбулентности, статистические моменты, кинетическая энергия турбулентности
Источник финансирования:
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 12-01-00050а) и Президиума СО РАН (Междисциплинарный интеграционный проект № 132 за 2012 г.). Автор выражает благодарность проф. И. П. Кастро и д-ру Т. Г. Томасу за помощь в получении данных прямого численного моделирования и их обсуждение, а также проф. А. Ф. Курбацкому за внимание к вопросам моделирования статистических моментов второго порядка
УДК 532.517.4

Бюджет уравнений для напряжений Рейнольдса в области турбулентности, возникающей при обрушении внутренних волн
Выходные данные: Яковенко С. Н. Бюджет уравнений для напряжений Рейнольдса в области турбулентности, возникающей при обрушении внутренних волн. Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2012. Том 7, № 4. C. 87–95. DOI: 10.54362/1818-7919-2012-7-4-87-95