ИСТИНА

Турбулентные всплески представляют собой локализованные по пространству и времени турбулентные структуры. Они наблюдаются в различных течениях при переходных значениях числа Рейнольдса. В настоящей работе рассматриваются турбулентные всплески, недавно обнаруженные в опытах по тепловой гравитационной конвекции. Рассматривается наклонный по отношению к горизонту слой теплопроводной жидкости, ограниченный двумя изотермическими пластинами. В слое устанавливается подъемно-опускное течение с кубической формой профиля скорости. После потери устойчивости такого течения устанавливается режим валиковой конвекции. На фоне этого режима при определенном значении угла наклона в экспериментах наблюдаются турбулентные всплески. В настоящей работе осуществляется численное моделирование этого явления. В качестве математической модели используется система уравнений тепловой конвекции в приближении Буссинеска. Численное решение системы ищется конечно-разностным методом. На торцевых границах задаются условия периодичности. Начальное поле скорости соответствует подъемно-опускному течению, а начальное поле температуры определяется суммой линейной функции и гармонических колебаний конечной амплитуды. В работе определены зависимости от времени среднеквадратичного отклонения температуры от начального поля и теплового потока через изотермическую поверхность. Показана возможность численного моделирования турбулентных всплесков в термогравитационной конвекции. Исследование выполнено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант №16-31-00521).