含与不含实验域本征模态的层化流体中的内波湍流

我们展示了在线性层化流体中由一组内重力波驱动并接近统计均匀与轴对称性的湍流实验室实验。与近期若干实验工作类似，当强迫振幅增大时，非线性通过一组离散频率内波模态的建立而发展。我们表明，这些模态中最具能量的乃是流体域的共振本征模态。与这些模态出现相关的能量在频率与波数上的离散化，阻碍了流动接近由弱/波湍流理论描述的 regime——在该理论中，由无限域中弱非线性波的统计系综承载的前向级联在频率与波数空间形成能量连续谱。我们随后表明，在流体域顶部与底部引入略微倾斜的平板可抑制离散波模态的出现。在此新构型中，非线性 regime 导致跨越一个数量级频率的能量连续谱，其主要由满足色散关系的内重力波承载。因此我们实现了一种接近三维内波湍流 regime 的湍流流动，其在频率与波数域中无能量离散化。这些结果在向实验室观测完全发展的弱非线性内重力波湍流的探索中构成了显著进展。