Hydrodynamic Instability of Spatially Periodic Flows of Homogeneous and Stratified Fluid with Regard for Friction. Formation of Steady-State Vortex Disturbances
- Authors: Kalashnik M.V.1,2
-
Affiliations:
- Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences
- Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences
- Issue: No 3 (2025)
- Pages: 60-72
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/1024-7084/article/view/316653
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708425030066
- ID: 316653
Cite item
Full Text
Abstract
About the authors
M. V. Kalashnik
Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences; Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences
Email: kalashnik-obn@mail.ru
Moscow, Russia
References
- Булатов В.В., Владимиров Ю.В. Волны в стратифицированных средах. М.: Наука, 2015. 735 с.
- Гилл А. Динамика атмосферы и океана. М.: Мир, 1986. Т. 2. 415 с.
- Монин А.С. Теоретические основы геофизической гидродинамики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 433 с.
- Обухов А.М. Течение Колмогорова и его лабораторное моделирование // УМН. 1983. Т. 38. Вып. 4 (232). С. 101–111.
- Гледзер Е.Б., Должанский Ф.В., Обухов А.М. Системы гидродинамического типа и их применение. М.: Наука. 1981. 366 с.
- Thess A. Instabilities in two-dimensional spatial periodic flows. Part I: Kolmogorov flow // Phys. Fluids A. 1992. V. 4 (7). P. 1385–1395.
- Мешалкин Л.Д., Синай Я.Г. Исследование устойчивости стационарного решения одной системы уравнений плоского движения несжимаемой вязкой жидкости // ПММ. 1961. Т. 25. № 6. С. 1700–1705.
- Goton K., Yamada M., Mizushima Y. The theory of stability of spatially periodic flows // J. Fluid Mech. 1983. V. 127. P. 45–58.
- Beaumont D. The stability of spatially periodic flows // J. Fluid Mech. 1981. V. 108. P. 461–474.
- Батчаев А.М., Курганский М.В. О неустойчивости периодического сдвигового течения слабостратифицированной жидкости // Известия AH CCCP. Физика атмосферы и океана. 1986. Т. 22. № 1. С. 3–9.
- Balmforth N.J, Young Y.N. Stratified Kolmogorov flow // J. Fluid Mech. 2002. V. 450. P. 131–167.
- Manfori A., Young W. Stability of β-plane Kolmogorov flow // Phys. D. 2002. V. 162. P. 208–232.
- Matsuda M. Stability of the basic solution of Kolmogorov flow with a bottom friction // Tokyo J. Math. 2010. V. 33. P. 65–72.
- Lucas D., Kerswell R. Spatiotemporal dynamics in two dimensional Kolmogorov flow over large domains // J. Fluid. Mech. 2014. V. 750. P. 518–554.
- Kim S., Okamoto H. Unimodal patterns appearing in the Kolmogorov flows at large Reynolds numbers // Nonlinearity. 2015. V. 28. P. 3219–3242.
- Sivashinsky G. Weak turbulence in periodic flows // Phys. D. 1985. No. 17. P. 243–255.
- Sivashinsky G., Yakhot V. Negative viscosity effect in large scale flows // Phys. Fluids. 1985. V. 28. P. 1040–1042.
- Kalashnik M., Kurgansky M. Nonlinear dynamics of long-wave perturbations of the Kolmogorov flow for large Reynolds numbers // Ocean Dyn. 2018. V. 68. P. 1001–1012.
- Boffetta G., Celani A., Mazzino A. Drag reduction in the turbulent Kolmogorov flow // Phys Rev. E. V. 71. 2005. 036307.
- Kalashnik M.V., Kurgansky M.V. Nonlinear Oscillations in a Two-Dimensional Spatially Periodic Flow // Eur. Phys. J. Plus. 2024. V. 139. No. 2. P. 1–11.
- Blumen W. Uniform potential vorticity flow: part I. Theory of wave interactions and two dimensional turbulence // J. Atmos. Sci. 1978. V. 35. P. 774–783.
- Held I.M., Pierrehumbert R.T., Garner S.T., Swanson K.L. Surface quasi-geostrophic dynamics // J. Fluid Mech. 1995. V. 282. P. 1–20.
- Pedlosky J. Geophysical Fluid Dynamics. Springer-Verlag. Berlin. New York. 1987. 710 p.
- Lapeyre G., Klein P. Dynamics of the upper oceanic layers in terms of surface quasigeostrophy theory // J. Phys. Oceanogr. 2006. V. 36. P. 165–176.
- Badin G. Surface semi-geostrophic dynamics in the ocean // J. Fluid Dyn. 2013. 107. P. 526–540.
- Harvey B., Ambaum M. Instability of surface temperature filaments in strain and shear // Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 2010. V. 136. P. 1506–1513.
- Kalashnik M.V., Kurgansky M.V., Kostrykin S.V. Instability of surface quasigeostrophic spatially periodic flows // J. Atmos. Sci. 2020. V. 77. P. 239–255.
- Kalashnik M.V., Chkhetiani O.G., Kurgansky M.V. Discrete SQG models with two boundaries and baroclinic instability of jet flows // Phys. Fluids. 2021. V. 33. 076608.
- Калашник М.B., Курганский М.В., Чхетиани О.Г. Бароклинная неустойчивость в геофизической гидродинамике // УФН. 2022. Т. 192. № 10. С. 1110–1144.
Supplementary files
