Аннотация:Численно изучена зависимость свойств турбулентных течений во вращающемся сферическом слое от амплитуды периодического изменения скорости вращения внутренней сферы. Впервые подтверждена показанная ранее в эксперименте возможность формирования в ограниченных областях изотермических течений вязкой несжимаемой жидкости спектра трехмерной турбулентности с постоянным наклоном −11/5 как в отсутствие модуляции, так и при ее наличии. Установлено, что с увеличением амплитуды модуляции занимаемая двумерной турбулентностью область течения может сокращаться.
Показано, что в диапазоне амплитуд модуляции 0.012 < A < 0.069 синхронизация между изменяющейся скоростью сферы и течением ведет к формированию перемежаемости типа ”хаос−хаос“. Такая перемежаемостьпредставляет собой произвольное чередование во времени участков со слабой турбулентностью (с высоким уровнем синхронизацией) и сильной турбулентностью(с низким уровнем синхронизации).
Установлена корреляция как локальных, так и осредненных свойств течений с границами области существования перемежаемости ”хаос−хаос“. Внутри этих границ обнаружено скачкообразное изменение соотношения между азимутальной и меридиональной составляющими кинетической
энергии течения, поскольку полная синхронизация азимутальной составляющей происходит
при меньших значениях A, чем меридиональной. При малых значениях A показана возможность уменьшения уровня турбулентных пульсаций скорости по сравнению с той же величиной
в отсутствие модуляции, что соответствует имеющимся экспериментальным результатам.