超声速等温湍流中的能量级联与标度律
星系天体物理
2013-07-23 v2 流体动力学
摘要
超声速湍流在许多极端天体物理和地面环境中起着重要作用，但其理解仍然初步。我们利用三维超声速等温湍流模拟的数据，重建了从Navier-Stokes方程解析导出的精确四阶关系（Galtier and Banerjee, Phys. Rev. Lett., vol. 107, 2011, p. 134501）。我们的分析支持了先前在现象学层面讨论的超声速湍流中类似Kolmogorov的惯性能量级联。我们展示了两个可压缩的类似4/5定律，描述五阶和四阶相关，但只有四阶关系在从不可压缩到高度可压缩的广泛马赫数范围内保持“普适性”。推导并验证了在强超声速区域有效的新近似关系。我们还简要讨论了可压缩湍流模拟中瓶颈凸起的起源。
引用
@article{arxiv.1306.5768,
title = {Energy cascade and scaling in supersonic isothermal turbulence},
author = {Alexei G. Kritsuk and Rick Wagner and Michael L. Norman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.5768},
year = {2013}
}
备注
Accepted to JFM Rapids, 11 pages, 6 figures