Моделирование турбулентных потоков скаляра в области обрушения внутренних волн в стратифицированном течении с препятствием

Путем осреднения полученных ранее данных прямого численного моделирования вычислены статистические моменты в квазистационарной области турбулентности, формирующейся после опрокидывания внутренних волн в течении с препятствием и устойчивой стратификацией. Исследована эволюция во времени и пространственное поведение бюджета уравнений переноса для турбулентных потоков скаляра. Выполнены априорные оценки аппроксимаций для корреляции «давление – сдвиг скаляра» и процессов турбулентной диффузии в этом уравнении. Проведенный анализ полезен для изучения турбулентной области в терминах статистических моментов и для проверки гипотез замыкания в моделях турбулентности. Показано, что порождение средним сдвигом и плавучестью, а также корреляции с пульсациями давления приближенно балансируются в глобальном балансе уравнения для турбулентных потоков скаляра, как в уравнении для сдвиговых напряжений Рейнольдса, и в отличие от уравнений для дисперсии пульсаций скаляра и нормальных напряжений Рейнольдса. Алгебраические выражения для турбулентных потоков скаляра, типа модели градиентной диффузии, а также полученные в локально-равновесном и неравновесном приближениях, оказываются некорректными, поэтому оправдано привлечение полных дифференциальных уравнений переноса для турбулентных потоков скаляра.