湍流中螺旋度级联的双通道
流体动力学
2020-04-29 v1 混沌动力学
摘要
螺旋度作为三维湍流中仅有的两个无粘不变量的之一，在湍流的生成与演化中起着重要作用。从传统观点看，只存在类似于动能级联的单一螺旋度级联通道。通过理论分析，我们发现螺旋度级联过程存在两个通道。第一通道主要源于涡旋扭转过程，第二通道主要源于涡旋拉伸过程。通过分析典型湍流直接数值模拟的数据，我们发现这两个通道表现不同。在各向同性均匀湍流中，不同通道的螺旋度通量系综平均相等，而在其他类型湍流中则不同。第二通道更具间歇性，且更表现得像标量，尤其在中小尺度上。此外，我们发现了一种受阻的偶数逆能量级联新机制，这可归因于大幅值的第二通道螺旋度通量。
引用
@article{arxiv.1907.03634,
title = {Dual channels of helicity cascade in turbulent flows},
author = {Zheng Yan and Xinliang Li and Changping Yu and Shiyi Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.03634},
year = {2020}
}