毛细波湍流的直接数值模拟
流体动力学
2014-07-21 v1 其他凝聚态物理
混沌动力学
经典物理
摘要
本工作通过求解两相流的完整 3D Navier-Stokes 方程，对毛细波湍流进行了直接数值模拟（Direct Numerical Simulations）。当界面在大尺度上受到局部强迫时，经过几个强迫周期后会出现统计稳态。较小的波尺度由非线性相互作用产生，研究发现波高谱在波数和频率上均遵循幂律，与弱湍流理论高度吻合。通过从耗散功率估算平均能量通量，评估了 Kolmogorov-Zakharov 常数，发现其与精确理论值相容。此外，还观察到了线性、非线性相互作用和耗散时间尺度之间的分离。这些数值结果证实了弱湍流方法在量化非平衡波统计方面的有效性。
引用
@article{arxiv.1406.0795,
title = {Direct numerical simulations of capillary wave turbulence},
author = {Luc Deike and Daniel Fuster and Michaël Berhanu and Eric Falcon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.0795},
year = {2014}
}
备注
Physical Review Letters (2014) in press