On the stability of discrete tripole, quadrupole, Thomson’ vortex triangle and square in a two-layer/homogeneous rotating fluid


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

A two-layer quasigeostrophic model is considered in the f-plane approximation. The stability of a discrete axisymmetric vortex structure is analyzed for the case when the structure consists of a central vortex of arbitrary intensity Γ and two/three identical peripheral vortices. The identical vortices, each having a unit intensity, are uniformly distributed over a circle of radius R in a single layer. The central vortex lies either in the same or in another layer. The problem has three parameters (R, Γ, α), where α is the difference between layer thicknesses. A limiting case of a homogeneous fluid is also considered.

A limiting case of a homogeneous fluid is also considered.

The theory of stability of steady-state motions of dynamic systems with a continuous symmetry group G is applied. The two definitions of stability used in the study are Routh stability and G-stability. The Routh stability is the stability of a one-parameter orbit of a steady-state rotation of a vortex multipole, and the G-stability is the stability of a three-parameter invariant set OG, formed by the orbits of a continuous family of steady-state rotations of a multipole. The problem of Routh stability is reduced to the problem of stability of a family of equilibria of a Hamiltonian system. The quadratic part of the Hamiltonian and the eigenvalues of the linearization matrix are studied analytically.

The cases of zero total intensity of a tripole and a quadrupole are studied separately. Also, the Routh stability of a Thomson vortex triangle and square was proved at all possible values of problem parameters. The results of theoretical analysis are sustained by numerical calculations of vortex trajectories.

Об авторах

Leonid Kurakin

Institute for Mathematics, Mechanics and Computer Sciences; Southern Mathematical Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: kurakin@math.rsu.ru
Россия, ul. Milchakova 8a, Rostov-on-Don, 344090; ul. Markusa 22, Vladikavkaz, 362027

Irina Ostrovskaya

Institute for Mathematics, Mechanics and Computer Sciences

Email: kurakin@math.rsu.ru
Россия, ul. Milchakova 8a, Rostov-on-Don, 344090

Mikhail Sokolovskiy

Water Problems Institute, RAS; P. P. Shirshov Institute of Oceanology, RAS

Email: kurakin@math.rsu.ru
Россия, ul. Gubkina 3, Moscow, 119333; pr. Nakhimovski 36, Moscow, 117997

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».