Two Dynamical Regimes of Coherent Columnar Vortices in a Rotating Fluid

JETP Letters. 2023. Vol. 118. No. 6. P. 426–432.

Tumachev D. D., Filatov S. V., S. S. Vergeles, A. A. Levchenko

Экспериментально исследована генерация вихревого течения в несжимаемой жидкости внутри вращающегося закрытого аквариума кубической формы. Возбуждение течения осуществлялось путем создания мелкомасштабных вихрей вблизи боковых ребер куба. В объеме жидкости наблюдались когерентные столбовые вихри-циклоны, простирающиеся от дна до крышки куба. Время существования циклонов значительно превышало время вязкого затухания за счет трения о дно и крышку. Установлено, что существуют два режима квази-двумерной турбулентности, которые характеризуются разными способами взаимодействия квази-двумерного течения и инерционных волн. Исследованы радиальные профили средней по времени азимутальной скорости в когерентных вихрях в этих двух режимах, показано, что отличаются размерами и распределением завихренности по радиусу.

Ключевые слова: coherent vortices, quasi-two-dimesional turbulence, квазидвумерная турбулентность, когерентные вихри, geostrophic flow, inertial waves, геострофическое течение, инерционные волны