向前与反向级联区域中惯性范围间歇性分析
流体动力学
2025-04-08 v1
摘要
为检验反向级联区域在湍流流动中是否呈现更类似高斯噪声且小尺度统计特性较不规则的假设,本文分别测量前向级联与反向级联区域中小尺度间歇性的程度。采用尺度积分的柯尔莫罗夫-希 Hill (KH) 方程定义长度尺度 处的局部能量级联率.为刻画间歇性,本文分析在局部前向与反向级联条件下,纵向与横向速度增量在尺度 处的概率密度函数 (PDF)。我们的发现表明,横向速度增量在前向与反向级联区域均显示约相同程度的非高斯性和间歇性。唯一显著的差异出现在纵向速度增量上:前向级联区域显示强烈负偏斜,而反向级联区域呈现小的正偏斜。我们对过滤后的速度梯度张量元素在尺度 处进行了相同的分析,结果类似,但其纵向元素在反向级联区域的偏斜程度略为负。该分析基于来自公开 Johns Hopkins 湍流数据库 (JHTDB v2.0) 的各向同性湍流数据 ()。该重构系统基于 Zarr 存储格式,数据访问基于“虚拟传感器”方法,由基于 Python 的后端软件包 (Giverny) 实现,取代了旧的 SQL 存储和基于 SOAP Web Services 的方法。关于新系统的详细信息及示例 Python 笔记本均予以描述与展示。(Matlab、C 和 Fortran 访问方法亦提供。)
引用
@article{arxiv.2504.04595,
title = {Analysis of inertial-range intermittency in forward and inverse cascade regions in isotropic turbulence},
author = {H. Yao and M. Schnaubelt and A. Lubonja and D. Medvedev and Y. Hao and M. Wang and G. Lemson and R. Burns and A. S. Szalay and P. K. Yeung and G. Eyink and T. A. Zaki and C. Meneveau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04595},
year = {2025}
}