[Landau ITP Seminars] Friday 13.09.2024

Tue Sep 10 11:49:37 MSK 2024

Уважаемые коллеги!

На заседании Ученого совета ИТФ в пятницу 13.09 в 11:30 будут заслушаны 2 доклада:

1). С. С. Вергелес
Представление к защите докторской диссертации по теме “Генерация когерентных течений регулярными и хаотическими источниками”

Целью работы является построение статистической теории взаимодействия вихревых структур с волнами. В частности. решены следующие задачи: 
1) Построение теории, описывающей возбуждение приповерхностных вихрей поверхностными волнами в условиях покрытия поверхности жидкости жидкой плёнкой. Присутствие жидкой плёнки значительно увеличивает скорость затуханий поверхностных волн. Само же затухание приводит к передаче импульса от волн вихревому течению. Мы количественно изучили эффект влияния плёнки, верифицировав наши теоретические предсказания на натурном эксперименте. Эта часть работы описана в Главе 1 диссертации.
2) Построение теории поддержания мелкомасштабным турбулентным течением когерентного геострофического вихревого течения. В быстро-вращающейся жидкости можно выделить два типа течения, относительно слабо взаимодействующих между собой: геострофическое течение, являющееся квази-двумерным, поскольку оно однородно вдоль оси вращения жидкости, и инерционные волны. В экспериментах, в частности, проведённых нами, непосредственно возбуждались инерционные волны, которые, распространяясь в объём, затем передавали свою энергию геострофическому течению. Мы построили теорию, описывающую процесс поглощения инерционной волны геострофическим долго-живущим (когерентным) вихрём. Мы исследовали статистические характеристики этого процесса, если в течении возбуждён ансамбль таких волн. Статистика волн зависит как от скорости вращения жидкости, так и от средней скорости в вихре и её градиента – локальной силы сдвига в дифференциальном вихревом вращении. Эта часть исследования изложена в Главе 2. Зная статистические характеристики ансамбля волн, мы решили уравнение Рейнольдса на радиальную зависимость средней скорости в вихре в нескольких модельных случаях: отсутствие стенок у течения, что соответствует периодическим граничным условиям в численном счёте; и в присутствии горизонтальных стенок, что соответствует экспериментальным условиям. Кроме того, мы рассмотрели аксиальные волны в среднем вихревом течении, найдя их дисперсию. Эта часть исследования приведена в Главе 3. 
3) В Главе 4 мы производим построение теории перемешивания скалярного поля в когерентном вихревом течении с учётом флуктуаций поля скорости. Наблюдение за динамикой перемешивания скаляра является одним из методов измерения статистических свойств поля скорости. Поэтому нашей целью исследования было установление связи между статистическим свойствами скалярного поля и поля скорости. Детальнее всего эта связь осуществляется, когда поток производит перемешивание некоторого исходного пространственного распределения скаляра при отсутствии дальнейшего его возбуждения внешними источниками. Мы установили связь между корреляционными функциями скаляра второй и четвертой степеней на малых масштабах и статистикой деформаций потоком элементарного элемента объёма. Кроме того, мы провели исследования статистики скаляра, когда поток представляет собой сдвиговое течение с малыми гладкими возмущениями, что является локальной моделью поля скорости в долго-живущем вихре. 

Публикации автора по теме диссертации
[1] V.M. Parfenyev, S.S. Vergeles and V.V. Lebedev. Effects of thin film and Stokes drift on the generation of vorticity by surface waves. Physical Review E 94(5), 052801 (2016)
[2] V.M. Parfenyev and S.S. Vergeles. Influence of a thin compressible insoluble liquid film on the eddy currents generated by interacting surface waves. Physical Review Fluids 3(6), 064702 (2018)
[3] V.M. Parfenyev, S.V. Filatov, M.Y. Brazhnikov, S.S. Vergeles and A.A. Levchenko. Formation and decay of eddy currents generated by crossed surface waves. Physical Review Fluids 4(11), 114701 (2019)
[4] V.M. Parfenyev and S.S. Vergeles. Large-scale vertical vorticity generated by two crossing surface waves. Physical Review Fluids 5(9), 094702 (2020)
[5] I.V. Kolokolov, L.L. Ogorodnikov and S.S. Vergeles. Structure of coherent columnar vortices in three-dimensional rotating turbulent flow. Physical Review Fluids 5(3), 034604 (2020)
[6] V.M. Parfenyev, I.A. Vointsev, A.O. Skoba and S.S. Vergeles. Velocity profiles of cyclones and anticyclones in a rotating turbulent flow. Physics of Fluids 33(6), 065117 (2021)
[7] V.M. Parfenyev and S.S. Vergeles. Influence of Ekman friction on the velocity profile of a coherent vortex in a three-dimensional rotating turbulent flow. Physics of Fluids 33(11), 115128 (2021)
[8] L.L. Ogorodnikov and S.S. Vergeles. Structure function of velocity in a geostrophic vortex under strong rotation. Physics of Fluids 34(12), 125111 (2022)
[9] N.A. Ivchenko and S.S. Vergeles. Waves in a coherent two-dimensional flow. Physics of Fluids 33(10), 105102 (2021).
[10] Д.Д. Тумачев, С.В. Филатов, С.С. Вергелес и А.А. Левченко. Два режима динамики когерентных столбовых вихрей во вращающейся жидкости. Письма в ЖЭТФ 118(6), 430 (2023)
[11] S.S. Vergeles. Spatial Dependence of Correlation Functions in the Decay Problem for a Passive Scalar in a Large-Scale Velocity Field.  Journal of Experimental and Theoretical Physics 102(4), 685 (2006)
[12] Н.А. Ивченко и С.С. Вергелес. Статистика пассивного скаляра в двумерном сдвиговом течении с флуктуациями. Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики 163(5), 724 (2023)
[13] С.С. Вергелес. Корреляционные функции пассивного скаляра как мера статистики градиента скорости. Письма в ЖЭТФ 120(4), 288 (2024)

ID и пароль онлайн-трансляций в Zoom те же, что и для предыдущих трансляций семинаров и докладов на Ученом совете:
https://zoom.us/j/96899364518?pwd=MzBsR2lYT0lYL2x2b1oyNU9LeWlWUT09
Meeting ID: 968 9936 4518
Пароль: 250319

При числе желающих не менее 5 будет организован автобус.
Для записи на автобус из Москвы в Черноголовку необходимо до 18:00 четверга отправить письмо на адрес электронной почты bus at itp.ac.ru
После этого записавшимся до 20:00 поступит подтверждение об отправке или неотправке автобуса в зависимости от числа записавшихся.
Запись на обратный автобус - на Ученом совете. 