各向同性湍流与磁流体湍流中的抵消指数
流体动力学
2019-02-13 v1
摘要
湍流的小尺度特征，如速度梯度和涡量，在量级上快速涨落并在符号上振荡。关于量级变化表征的工作很多，但关于符号振荡的很少。由于振荡特性，大尺度上的平均趋于零，而在越来越小的尺度上所做的平均将随平均尺度以某种特征方式变化。高雷诺数下的这种特征变化由所谓的抵消指数刻画，它度量局部平均如何随空间或时间上平均尺度的增大而趋于抵消。过去的实验工作表明，湍流中的指数取决于所考虑量是完整三维空间中的还是使用其一维或二维截面。我们在 网格上、Taylor 尺度雷诺数高达 1300 的各向同性湍流中计算了涡量以及纵向与横向速度梯度的抵消指数。二维截面给出与完整三维相同的指数，而一维截面给出较小的数值，表明高维结果更可靠。我们论证各向同性湍流中涡丝的存在导致了这一结论。该效应在磁流体湍流中尤为显著，其中沿外加磁场发展出更高程度的空间相干性。
引用
@article{arxiv.1811.03134,
title = {Cancellation exponents in isotropic turbulence and magnetohydrodynamic turbulence},
author = {X. M. Zhai and K. R. Sreenivasan and P. K. Yeung},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03134},
year = {2019}
}