Спектр турбулентных флуктуаций оптического показателя преломления морской воды

Abstract

Проведен анализ поведения спектров флуктуаций показателя преломления En в турбулентной водной среде в случае, когда флуктуации показателя преломления n определяются флуктуациями температуры T' и солености S'. Для локально однородной и изотропной турбулентности найдено выражение для спектра En, зависящее от скоростей диссипации (выравнивания) флуктуаций температуры и солености, которые вместе со скоростью диссипации турбулентной энергии определяют статистический режим флуктуаций оптического показателя преломления. Параметризация указанных скоростей диссипации была проведена с использованием градиентной гипотезы. Показано, что в спектре En в зависимости от вкладов флуктуаций температуры и солености в флуктуации оптического показателя преломления могут наблюдаться области аномального поведения, в частности, могут возникать локальные экстремумы.

Проведено аналiз поведiнки спектрiв флуктуацiй показника заломлення En в турбулентному водному середовищi у випадку, коли флуктуацiї показника заломлення n визначаються флуктуацiями температури T' та солоностi S'. Для локально однорiдної й iзотропної турбулентностi знайдено вираз для спектру En, що залежiть вiд швидкостей дисипацiї (вирiвнювання) флуктуацiй температури та солоностi, якi разом зi швидкiстю дисипацiї турбулентної енергiї визначають статистичний режим флуктуацiй оптичного показника заломлення. Параметризацiя вказаних швидкостей дисипацiї була проведена з використанням градiєнтної гiпотези. Показано, що в спектрi En в залежностi вiд внескiв флуктуацiй температури та солоностi в флуктуацiї оптичного показника заломлення можуть спостерiгатися областi аномальної поведiнки, тобто можуть виникати локальнi екстремуми.

The behaviour of the spectrum of refractive index fluctuations En in a turbulent fluid, when fluctuations of the refractive index n are determined by the temperature T' and salinity S' fluctuations, is analyzed. The spectrum En is found for the homogeneous and isotropic turbulence depending on the dissipation rates of the temperature and salinity fluctuations that set the statistical regime of the refractive index fluctuation. Parametrization of these dissipation rates was fulfilled by using gradient hypothesis. It is found that the spectrum En has regions of anomalous behaviour depending on the contributions of the temperature and salinity fluctuations in the refractive index fluctuations. It is demonstrated that the local extremums of of the spectrum can be arised.