Представление кандидатской диссертации.
Научный руководитель
Н.В.Антонов.
Аннотация
Теоретическое описание
гидродинамической турбулентности
остается во многом открытой проблемой.
Одним из препятствий является
отсутствие малого параметра.
Естественный параметр теории возмущений
- число Рейнольдса - для развитой
турбулентности стремится к
бесконечности. Неоднократно
высказывалось предложение использовать
в качестве параметра теории возмущений
1/d, где d - размерность пространства,
но все попытки построения
систематической теории возмущений по
1/d до сих пор не привели к
окончательному успеху (возникает
аналогия с разложением по 1/N_c в КХД).
Ключевая идея данной работы -
совмещение 1/d разложения с аппаратом
ренормализационной группы и известным
epsilon-разложением. Это позволило
продвинуться в высокие порядки
эпсилон-разложения и получит ряд точных
(непертурбативных) результатов.
Основные достижения таковы:
1) Для стохастического уравнения
Навье-Стокса обнаружено, что число
диаграмм теории возмущений в пределе
больших d резко сокращается.
Разработана техника их аналитического
вычисления. Практический расчет
основных ингредиентов ренормгруппового
подхода -- beta-функции, неподвижной
точки и ультрафиолетового индекса omega
-- выполнен в порядке epsilon^3
(трехпетлевое приближение). На основе
полученных результатов предложены
гипотетические точные выражения для
неподвижной точки и индекса omega. На
основе этих результатов константа
Колмогорова в спектре энергии
турбулентности в инерционном интервале
вычислена в третьем порядке
epsilon-разложения (и оказалась в
разумном согласии с экспериментальными
оценками для d=3).
2) С помощью теоретико-полевых
методов ренормализационной группы и
операторного разложения решена проблема
аномального скейлинга в модели
турбулентного переноса пассивного
векторного поля гауссовым не
коррелированным во времени полем
скорости (статистический ансамбль
Обухова--Крейчнана). Аномальные
показатели определяются критическими
размерностями семейств составных
операторов, смешивающихся при
ренормировке. Трудоемкая задача
нахождения матриц критических
размерностей значительно упрощается в
пределе высокой размерности
пространства (снова d\\to\\infty!!!). Это
позволило найти ведущие и поправочные
аномальные показатели структурных
функций до 28-го порядка включительно,
а для старших функций предложить
простые аналитические выражения,
становящиеся практически точными с
ростом их порядка.
3) Рассмотрены два стохастических
уравнения, описывающих турбулентный
перенос пассивного скалярного поля
(температура, примесь) и обобщающие
модель Обухова--Крейчнана на случай
присутствия сжимаемости и анизотропии.
Совместное использование аппарата
ренормгруппы и т.н. метода нулевых мод
позволило получить ряд точных
(непертурбативных) результатов для
размерностей составных операторов,
констант ренормировки и других
величин.