自维持湍流的最小模型

在本工作中，我们考察了在平面库埃特流（plane Couette flow）的受限非线性（RNL）模型中维持的湍流。该模型是对二阶统计状态动力学（SSD）的计算高效近似，通过将流动划分为流向平均平均流和关于该平均的扰动获得，此闭合 herein 称为 RNL$_\infty$ 模型。此处研究的RNL模型采用了构成RNL$_\infty$动力学协方差的无限集合中的单个成员。RNL系统先前已被证明支持具有与DNS一致的平均流和结构特征的自维持湍流。本文证明，RNL系统的自维持湍流状态由少量流向变化模态支撑，这些模态构成了维持RNL湍流的自维持过程的自然支撑。值得注意的是，将RNL系统的支撑截断为单个流向变化模态就足以维持湍流状态。先前观察到的RNL模拟与DNS之间的紧密对应以及本文呈现的结果表明，壁湍流的基本机制可使用这些高度简化的RNL系统进行分析。