Кольцевой взрывной эффект как промежуточная стадия при формировании турбулентности в квази-двумерном потоке Куэтта-Тейлора
В данной работе мы рассматриваем квази-двумерную систему Куэтта – Тейлора, находящуюся в состоянии, когда отношение радиусов близко к единице, то есть в промежуточном качестве между трехмерным и двумерным.
Систематически увеличивая число Рейнольдса, мы отслеживаем стандартные переходы, такие, как переход от классического тейлоровского вихревого потока (TVF) к волновому режиму вихревого потока (WVF), а также переход к полностью развитой турбулентности.
Непосредственно перед началом стадии турбулентности мы наблюдаем узоры с пульсирующими взрывами локализованной турбулентности, подтверждающие экспериментально полученную картинку для взрывов на ультракоротких волнах (VSWB).
Замечательный результат заключается в том, что при числе Рейнольдса, большем, чем соответствующее для VSWB, возникает новый тип пульсирующего взрывного поведения: структуры, образованные взрывами, имеют вид азимутально замкнутых колец различных порядков.
Назовем их кольцевыми взрывными структурами, плотно окружающими цилиндр, но остающимися локализованными и, в осевом направлении, разделенными нетурбулентными (преимущественно - волновыми) структурами.
Мы используем несколько количественных мер, в частности – энергию поперечного течения, для оценки кольцевых взрывных структур и выделения их из основного потока.
Кольцевые взрывные структуры интересны тем, что они не встречаются в трех- и двумерных потоках Куэтта-Тейлора, зато их можно наблюдать в переходном, квази-двумерном состоянии системы, состоянии малоизученном, но, безусловно, требующем внимания для более глубокого осознания сути феномена турбулентности.