受迫旋转湍流实验中惯性波与涡流湍流的分离
流体动力学
2021-07-27 v1
摘要
我们展示了针对统计定常旋转湍流实验的时空分析，旨在提取惯性波的特征，并确定可探测到惯性波的空间尺度和频率。该分析使用了在旋转系中通过时间分辨立体粒子图像测速测量获得的速度场时间傅里叶变换的双点空间相关性。我们量化了湍流各向异性的程度随频率和空间尺度的变化。我们表明，这种依赖时空的各向异性在大尺度上可由线性惯性波的色散关系很好地描述，而更小尺度则受大尺度流体运动对波的扫掠主导。这种扫掠效应主要源于湍流流的低频准二维分量，这是我们实验的一个显著特征，而波湍流理论未考虑此特征。这些结果对波湍流理论在实验室实验可达到的中等罗斯贝数旋转湍流中的适用性提出质疑，而这类旋转湍流与大多数地球物理和天体物理流动相关。
引用
@article{arxiv.1504.02224,
title = {Disentangling inertial waves from eddy turbulence in a forced rotating turbulence experiment},
author = {Antoine Campagne and Basile Gallet and Frédéric Moisy and Pierre-Philippe Cortet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02224},
year = {2021}
}