Профессор Сергей Вергелес и доцент Леон Огородников построили модель быстро вращающейся трёхмерной жидкости. В ней сам собой возникает когерентный вихрь — огромный закрученный поток, который часто наблюдают в океане и атмосфере. Например, в циклонах и антициклонах облака вытягиваются в плотные спиральные полосы именно благодаря такому механизму. Исследователи рассчитали, как внутри вихря связаны скорости в разных […]
Профессор Сергей Вергелес и доцент Леон Огородников построили модель быстро вращающейся трёхмерной жидкости. В ней сам собой возникает когерентный вихрь — огромный закрученный поток, который часто наблюдают в океане и атмосфере. Например, в циклонах и антициклонах облака вытягиваются в плотные спиральные полосы именно благодаря такому механизму.
Исследователи рассчитали, как внутри вихря связаны скорости в разных точках. Рассматривали три компоненты: радиальную, азимутальную и вертикальную. Оказалось, что связь между скоростями убывает с расстоянием неравномерно. Медленнее всего она ослабевает по окружности вихря, чуть быстрее вдоль оси и ещё быстрее по радиусу. Причина в дифференциальном вращении: слои жидкости на разном удалении от центра движутся с разными угловыми скоростями и проходят полный круг за разное время.
Именно этот разрыв в темпах ослабления связей и создаёт спиральные рукава. Они вытянуты по ходу вращения и сжаты поперёк. Такую же форму рукавов астрономы видят у галактик. Физика там совсем другая, но механизм тот же.
Авторы также выяснили, что корреляции между одинаковыми компонентами скорости почти не зависят от того, как в систему поступает энергия. А вот связи между азимутальной и радиальной компонентами слабее, затухают быстрее и чувствительны к статистике накачки.
Результаты исследования опубликовал журнал Physical Review Fluids.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: magnific
