两体和三体流体涡旋的有效并合动力学：在二维衰减湍流中的应用

我们提出了一个关于二维衰减湍流的动理学理论，该理论基于两体和三体涡旋并合过程。通过引入在由所有其他涡旋产生的有效噪声中两个或三个涡旋的运动方程，我们解析地证明了两体机制在低涡旋密度$n\ll 1$下变得低效。当考虑更高效的三体涡旋并合（涉及不同符号的涡旋）时，我们表明$n\sim t^{-\xi}$，其中$\xi=1$。我们将这一论证推广到三维地转湍流，发现$\xi=5/4$，这与直接纳维-斯托克斯模拟[J. C. McWilliams等人, J. Fluid Mech. {\bf 401}, 1 (1999)]的结果非常吻合。