Начальная стадия развития сверхзвуковой турбулентности при образовании гигантских молекулярных облаков

Abstract

Рассматривается эволюция сверхзвуковой турбулентности при образовании гигантских молекулярных облаков. Показано, что для описания начальной стадии эволюции можно использовать трехмерную аналогию уравнения Бюргерса. С помощью его решения найдено выражение для эволюции начального колмогоровского спектра турбулентности. При этом характерное время эволюции зависит от волнового числа k. Получены временная зависимость спектральной плотности вихревой составляющей скорости и характерное время перераспределения энергии между вихревой и потенциальной составляющими. Характерное время диссипации турбулентности — 2∙10⁷ лет.

The evolution of supersonic turbulence in giant molecular clouds is considered. It is shown that the initial stage of the evolution can be described by the three-dimensional analogy of Burgers’ equation. Using its solution an expression for the evolution of the initial Kolmogorov spectrum is obtained. The characteristic evolution time depends on the wave number k. The time dependence of spectral density of solenoidal velocity component is found and the characteristic time of energy redistribution between solenoidal and potential components is determined. The characteristic time of turbulence dissipation is 2∙10⁷ years.