三维各向同性湍流中的逆能量级联
流体动力学
2015-06-03 v1 混沌动力学
摘要
在湍流中，动能通过非线性相互作用分布在广泛的尺度上。能量传递既可以向小尺度进行，也可以向相反方向进行。后一种情况是二维 (2D) 流动的特征。有趣的是，在旋转和/或受限薄层中的三维 (3D) 地球物理流动中也观察到了能量通量的反转。问题在于这种现象是仅由外部各向异性机制强制产生的，还是内在地嵌入在纳维 - 斯托克斯 (NS) 方程中。在此，我们表明逆能量级联也发生在 3D 各向同性流动中。该流动是通过对 NS 方程进行适当“手术”获得的，仅保留符号确定的螺旋模态之间的三元相互作用，从而保持均匀性和各向同性并破坏反射不变性。我们的发现突出了螺旋度在能量传递过程中的作用，并表明 2D 和 3D 特性在所有自然流动中自然共存。
引用
@article{arxiv.1111.1412,
title = {Inverse energy cascade in three-dimensional isotropic turbulence},
author = {Luca Biferale and Stefano Musacchio and Federico Toschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.1412},
year = {2015}
}
备注
4 pages, 4 figures