气压密度功：跨尺度能量传递的一种机制
流体动力学
2019-05-30 v2 地球与行星天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
由压力梯度与密度梯度错位引起的斜压性在涡量方程中作用众所周知，但其在动能收支中的作用却一直不清晰。在此，我们表明在经过适当的尺度分解后，斜压性自然出现在动能收支中。由压力和密度梯度（包括正压与斜压）产生的应变也由我们的分析得出。这两个过程构成了最近识别出的“气压密度功”机制的基础，该机制可在变密度流中实现跨尺度能量传递。因此，气压密度功明显不同于压力-膨胀功，而在大涡模拟(LES)中前者被隐式归入后者。我们提供了来自1024^3可压缩湍流直接数值模拟的数值证据。数据显示气压密度功与我们推导的非线性模型之间具有优异的点态一致性，支持了关于其运作方式的解释。
引用
@article{arxiv.1905.03581,
title = {Baropycnal Work: A Mechanism for Energy Transfer Across Scales},
author = {Aarne Lees and Hussein Aluie},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.03581},
year = {2019}
}
备注
28 pages, invited paper to special issue in "Fluids"