В рамках проблемы реконструирования эволюции протопланетного облака, окружавшего Солнце на ранней стадии его существования исследован вопрос о возможном влиянии гидродинамической спиральности, возникающей во вращающемся диске, на синергетическое структурирование космического вещества, а также на появление эффекта отрицательной турбулентной вязкости в нем. Показано, что относительно длительное затухание турбулентности в диске может быть частично связано с отсутствием отражательной симметрии относительно экваториальной плоскости анизотропного поля турбулентных скоростей. Сформулирована общая концепция возникновения энергоемких мезомасштабных когерентных вихревых структур в термодинамически открытой подсистеме турбулентного хаоса, связанная с реализацией обратного каскада кинетической энергии в зеркально-несимметричной дисковой турбулентности. Вследствие энерговыделения обратный каскад порождает иерархическую систему уплотнений вещества с фрактальным распределением плотности, инициирующих, в конечном счете, механизмы триггерного кластерообразования. В случае феноменологического двухмасштабного описания предельно развитой дисковой турбулентности, методами неравновесной термодинамики доказана возможность появления эффекта отрицательной вязкости в трехмерном случае. При этом отрицательная вязкость в дифференциально- вращающейся дисковой системе является проявлением каскадных процессов в спиральной турбулентности в случае, когда осуществляется инверсный перенос энергии от малых вихрей к более крупным. В рамках асимметричной механики турбулизованных сред физически обосновано феноменологическое выражение для тензора турбулентных напряжений Васютинского, широко используемое в астрофизической литературе при объяснении дифференциального вращения разнообразных космических объектов “анизотропной вязкостью”.

Математическое моделирование в актуальных проблемах науки и техники