Cтраница 4
Прежде всего отметим, что измерение характеристик турбулентности в инерционном и вязком интервалах спектра сопряжено с большими трудностями. Эти трудности обусловлены тем, что диссипация энергии колеблется в очень широком диапазоне значений. Поэтому возникают ошибки, связанные с пространственным осреднением поля скорости. При увеличении амплитуды пульсаций диссипации энергии возрастает и амплитуда колебаний минимального масштаба гидродинамических неоднородно-стей, и чем выше номер измеряемого момента, тем сильнее выражен этот эффект. [46]
Чтобы пояснить сделанный вывод, напомним, что критерий К описывает влияние гидродинамических деформаций на внутреннюю структуру пламени, и в соответствии с формулой (6.10) он рассчитывается по градиенту пульсационной скорости в исходном свежей смеси. Поскольку в пламени рождается дополнительная мелкомасштабная турбулентность, то определение величины К следует пересмотреть. При К 1 минимальный масштаб возмущений в набегающем на пламя потоке много больше 1СГ и, следовательно, характеристики турбулентности в свежей смеси не могут входить в число определяющих параметров. Это означает, что если К1, то при вариации К степень деформации и искривления пламени не меняется, т.е. критерий К не является определяющим. [47]
Аналогия фрактального кластера с другими структурами и явлениями связана с их одинаковым математическим описанием. Именно формирование и эволюция систем, аналогичных фрактальному кластеру, описываются уравнениями (6.1) и (6.2), относящимися к другим величинам. Так, в случае диэлектрического пробоя [37-39] в эти уравнения вместо плотности частиц входит электрический потенциал, а в случае кристаллизации пленок на аморфной поверхности [40] этим параметром является температура. Для гидродинамических структур [41, 43, 45, 161-163], когда эти структуры формируются на границе двух фаз и движение одной из них ( менее вязкой) в другую происходит под действием внешнего давления, этим параметром является давление. При этом в каждом из исследуемых явлений минимальный масштаб структуры, который в случае фрактального кластера вводился искусственно, определяется физической природой самого процесса. Поэтому в зависимости от физических параметров процесса могут образовываться разные структуры, в этом числе и не обладающие фрактальными свойствами. [48]
Принципиальной особенностью исследуемых нами систем является их детерминистическое описание, но они ( системы) не являются упорядоченными. Беспорядок в структуре этих систем создается неустойчивостями, возникающими в процессе их роста. Поэтому определенную роль в эволюции данных систем должны играть факторы, создающие большие флуктуации. Флуктуации ведут к дроблению масштаба и созданию фрактальной структуры в стабильном процессе. Фрактальная структура образуется в том случае, если минимальный масштаб межфазной границы, который определяется параметрами процесса, становится малым. В [102] предлагается заслуживающий внимания флуктуа-ционный подход к изучению процессов самоорганизации. [49]
При больших значениях Re велики также и значения Кег крупномасштабных пульсаций. Однако большие числа Рейнольдса эквивалентны малым вязкостям. Именно, в этих мелкомасштабных пульсациях, незначительных с точки зрения общей картины движения в турбулентном потоке, и происходит диссипация энергии. Поэтому пульсации, входящие в формулу ( 186), относятся к мелкомасштабным. Большие завихрения, которые образуются за препятствием ( CM. V например, рис. 81 и рис. 102), являются крупномасштабными пульсациями. Их кинетическая энергия переходит в пульсации меньшего масштаба практически без рассеивания энергии, пока они не станут достаточно малыми. Так возникает своеобразный каскадный процесс, при котором энергия осредненного движения последовательно передается все меньшим пульсациям вплоть до движений минимального масштаба, где превалирует влияние вязкости. [50]