CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FLUJOS DE BELTRAMI

  • R. González Instituto de Desarrollo Humano (IDH) – Universidad Nacional De General Sarmiento, Juan María Gutierrez 1150 – (1613) Buenos Aires – Argentina.

Resumen

Se estudian cuatro configuraciones de flujos de Beltrami (FB) definidos como ∇ × v = ±γ ±v, en la que γ > 0 es un autovalor y que poseen una dinámica de onda rotante progresiva (ORP) que cumple la propiedad dinámica (PD) [1], lo que permite clasificarlos en base a los autovalores que resultan en cada configuración. La primera configuración corresponde a un dominio en volumen infinito sin contornos. El autovalor de clasificación resulta γ ± = k , donde k es el módulo del vector de onda que forma un ángulo θ con el eje de rotación. Resultan ORP planas de amplitud finita, transversales, dispersivas, circularmente polarizadas y con espectro continuo. La segunda configuración, posee igual dominio que la configuración uno. El autovalor clasificador es γ ± ph = 2/ vph± siendo vph la velocidad de fase, con vph+ < 0 y vph− > 0. Son ORP axi-simétricas o no axi-simétricas a lo largo del eje de rotación, de amplitud finita, no dispersivas y con movimiento entre cilindros concéntricos en los que se anula la velocidad radial. En la tercera configuración el fluido está confinado en un cilindro infinito. El autovalor clasificador es nuevamente γ ±ph pero resulta discretizado por las condiciones de borde en la pared del cilindro. Se ejemplifica la clasificación para vph+ = −0.1 y tres modos rotantes con m = 0, m = 1 y m = 2. Son ORP dispersivas de amplitud finita. La cuarta configuración consiste en un flujo roto traslatorio, caracterizado por el número de Rossby R0 (=U/a Ω) que es flujo de entrada de un cilindro semi infinito. El autovalor clasificador es γ ±ph con vph± = ∓R0. Son ORP, del mismo tipo que en el cilindro infinito, pero que dependen de R0. Se muestra que estas ondas existen sólo en el intervalo R0 ∈ (0,0.642]. Donde para R0 = 0.642 se tiene sólo m = 1 y a medida que R0 decrece surgen sucesivamente los modos m = 0 y m ≥ 2 Se observa que, para un mismo R0 las ondas de igual signo de frecuencia no intercambian energía. Para cada configuración se analizan las posibilidades y condiciones de interacciones triádicas resonantes.

Publicado
2022-08-12
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GONZÁLEZ, R.. CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FLUJOS DE BELTRAMI. ANALES AFA, [S.l.], v. 33, n. Especial, p. 1-5, ago. 2022. ISSN 1850-1168. Disponible en: <https://anales.fisica.org.ar/journal/index.php/analesafa/article/view/2330>. Fecha de acceso: 04 dic. 2022
Sección
Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones 2022