НИУ ВШЭ объяснил, как устроены устойчивые вихри в жидкости

Физики из НИУ ВШЭ изучили крупные устойчивые вихри, возникающие в океане и атмосфере, и объяснили, почему они сохраняют свою структуру на больших расстояниях.

Турбулентность и её описание

Турбулентное течение сопровождается вихрями и хаотичным перемешиванием. Поскольку движение отдельных частиц сложно отследить, учёные используют статистические методы анализа. Для этого применяется парная корреляционная функция, позволяющая оценить связь скоростей в разных точках потока.

Поведение вихрей

В обычной трёхмерной турбулентности вихри распадаются, а связи между удалёнными участками быстро исчезают. Однако при быстром вращении формируются устойчивые крупные вихри, в которых сохраняется упорядоченная структура движения.

Учёные установили, что внутри вихря скорости вдоль окружности связаны сильнее всего и сохраняют корреляцию на больших расстояниях. В радиальном направлении связь ослабевает быстрее, а вдоль оси — занимает промежуточное положение.

Причины формирования спиралей

Неодинаковая угловая скорость слоёв жидкости приводит к дифференциальному вращению, из-за которого формируются спиральные рукава. Аналогичные структуры можно наблюдать в атмосферных циклонах, антициклонах и даже в галактиках.

Полученные данные помогают уточнить модели океанических и атмосферных течений и лучше понимать динамику крупных вихревых структур.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.