初等湍流涡旋的循环波动

在均匀各向同性湍流流动中，具有消散尺度范围内的核心尺寸的薄涡旋管丰富存在。它们与任意平面的交叉定义了一种稀疏的、局部分布的、二维涡旋斑的数学构造。虽然它们的平面密度波动由称为高斯乘性混沌 (GMC) 的场论扩展的对数正态单点统计所描述，但它们携带的循环在惯性范围内是高斯相关的。这一现象令人费解，因为单个涡旋的循环呈现出厚尾分布。我们在 GMC 框架下解决了这一矛盾。通过对多个湍流 Reynolds 数范围的直接数值模拟数据进行检验，揭示了一个惊人的现象学结果：涡旋结构的循环与其空间分布波动的短程性质在亚泰勒微尺度处存在耦合。