湍流的纽结谱
流体动力学
2019-07-09 v1
摘要
湍流流体与等离子体中的流线、涡线与磁通管展现出大量的盘绕、扭转与链接,引出其拓扑复杂性(由重连持续创生与消灭)能否被量化的问题。在超流氦中,涡量的离散(量子化)性质可被用来将称为 Alexander 多项式的纽结不变量赋予每个涡环,其度数刻画该涡环的拓扑。通过数值模拟量子涡线缠结的动力学,我们发现该量子湍流总包含度数极大的涡纽结,它们不断形成、消失并重组,产生一种拓扑的分布,我们借助纽结谱及其标度律对其量化。我们还发现了与更广文献中类似的结果,表明涡缠结的纽结概率随涡长度增长,如同大分子一般,并在高于特征长度时饱和,正如对翻滚弦所见。
引用
@article{arxiv.1907.03420,
title = {Knot spectrum of turbulence},
author = {R. G. Cooper and M. Mesgarnezhad and A. W. Baggaley and C. F. Barenghi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.03420},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 10 figures. To be published in Nature Scientific Reports