На возможность существования особого режима турбулентности в стратифицированной по плотности среде (когда жидкость с меньшей плотностью всегда находится выше жидкости с большей плотностью) указали независимо друг от друга советский геофизик Александр Обухов и американский учёный Ральф Болджиано еще в 1959 году, однако споры о возможности существовании таково режима, именуемого режимом Обухова-Болджиано, продолжаются до настоящего времени.

Сотрудники Института механики сплошных сред УрО РАН (филиал Пермского ФИЦ УрО РАН) на основе анализа точных уравнений баланса энергии в турбулентном потоке впервые получили количественные критерии, необходимых для реализации режима Обухова-Болджано.

Пётр Готлобович Фрик, заведующий лабораторией ИМСС УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН), доктор физико-математических наук: «С помощью расчётов мы показали, что такой режим турбулентности возможен только в устойчиво стратифицированной по плотности среде при соблюдении определённого соотношения между мощностью источников, поддерживающих турбулентность, уровнем возникающих в ней пульсаций плотности и масштабом возбуждения. То есть в искусственно созданных условиях. Это значит, что режим Обухова-Болджиано — чисто математическая ситуация, не имеющая места в реальных конвективных системах. Вместе с тем, с помощью маломодовой модели мы показали, что режим Обухова-Болджиано неустойчив, а это всё-таки не оставляет надежды на его наблюдение в реальных природных системах».

Таким образом, пермские учёные считают, что вопрос реализации режима Обухова-Болджиано, не дававший покоя исследователям более 60 лет, закрыт.

Материалы исследования опубликованы в журнале «Physical Rewiev Fluids».

Источник: ПФИЦ УрО РАН.