Обратный каскад энергии в развитой турбулентности при нарушении симметрии спиральных мод

На основе квазинормальных аппроксимаций и каскадной модели спиральной турбулентности рассматриваются взаимодействия, нарушающие симметрию положительной и отрицательной компонент полной спиральности. В идеальном случае отсутствия одной из них уравнения имеют два знакоопределенных интеграла движения, что приводит к реализации обратного каскада энергии, как это имеет место для двумерной турбулентности. Как результат неустойчивости вторых моментов, механизм которой был предложен в статье A. Belian, O. Chkhetiani, E. Golbraikh, S. Moiseev, Physica A 258, 55 (1998), генерация крупномасштабных мод рассмотрена на основе фурье-уравнений гидродинамики в предположении квазинормальности поля скорости. Определяющим в таком механизме является наличие фоновой турбулентности с крупномасштабными спиральными возмущениями и мелкомасштабными источниками энергии и спиральности. Возможность обратного каскада в случае неполного вырождения одной из компонент спиральности изучается на основе численных экспериментов с каскадной моделью. Показано, что для реализации обратного (в сторону крупных масштабов) потока энергии от мелкомасштабных возмущений необходим генерируемый внешним воздействием определенный уровень спиральных шумов в крупных модах, зависящий от степени “перемешивания” разнознаковых спиральных компонент поля скорости.