Светоиндуцированная турбулентность: переход, роль дифракции и фокусировки, турбулентная диффузия и локально изотропная турбулентность

Теоретически исследуется турбулентность, генерируемая вертикальным пучком оптического или инфракрасного излучения при развитии светоиндуцированной свободной конвекции в первоначально покоящемся газе пли жидкости. Показано, что конвективная неустойчивость светоиндуцированного течения первоначально локализуется в ограниченной области (пробке) на некоторой определенной высоте. Определены критерии зарождения турбулентности и условия полной турбулизации всей области течения по мощности излучения и числу Рэлея в зависимости от дифракционной расходимости, начальной фокусировки излучения и других факторов. Приводится сопоставление результатов с имеющимися экспериментальными данными. Получена оценка коэффициента турбулентной диффузии при развитой светоиндуцированной турбулентности. Определены условия перехода к локально изотропной турбулентности, ее особенности и спектральные характеристики, зависящие от теплофизических и термооптических параметров. Отмечена возможность экспериментального изучения общих закономерностей развития и вырождения локально изотропной турбулентности при возбуждении ее бестелесным и практически безынерционным турбулизатором — световым пучком.