混合度量双场湍流框架:从单一标量中出现的应力各向异性与壁面渐近行为
流体动力学
2026-01-08 v1
摘要
在先前工作中,我们认为湍流中的粘性耗散可理解为微观路径不确定性的宏观印记,通过平衡条件约束的核方差场可同时导出柯尔莫戈尔尺度与壁面对数定律。本文将提升为具有运动学粘性单位的时空场,构建双场框架,使速度与一种\emph{间歇性}(或随机扩散率)场协同演化。有效粘性为,但应力张量被推广为包含由应变与旋转算子子驱动的非线性闭合项,捕捉到新出现的各向异性。场的演化被定义为混合度量梯度流:针对形态的Wasserstein-2梯度流,以及由客观耦合项驱动的局部梯度流。耦合被分解为,其中生产项由涡旋拉伸不变式驱动。此选择确保在严格二维流动中生产项恒为零。我们证明,在常数应力、高雷诺数及重叠层尺度不变性等标准假设下,混合度量方程的唯一尺度不变重叠层解为,从而恢复对数速度轮廓。因此,同一混合度量方程在单一、受能量约束的框架内组织了壁面解析与壁面模式化渐近行为。
引用
@article{arxiv.2601.03314,
title = {A Mixed-Metric Two-Field Framework for Turbulence: Emergent Stress Anisotropy and Wall Asymptotics from a Single Scalar},
author = {Marcial Sanchis-Agudo and Ricardo Vinuesa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03314},
year = {2026}
}
备注
8 pages