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湍流涡旋拉伸中的拉格朗日相位滞后与几何优先性

流体动力学 2026-01-15 v1 数学物理 math.MP

摘要

本研究利用拉格朗日轨迹追踪在高雷诺数湍流(Reλ433Re_\lambda \approx 433)中探讨涡旋拉伸的因果时间线。虽然经典理论常假设应变和涡旋的瞬时对齐,但本分析识别了支配强烈耗散发生的拉格朗日相位滞后。通过条件平均流动离子的动力学,揭示了distinct的相空间滞回性。轨迹在压力场的 saddle 点拓扑(λminp<0\lambda_{min}^p < 0)中捕获,才能经历峰值涡旋放大。这种时间顺序(τ>0\tau > 0)表明压力拓扑在爆发事件发生前发挥确定性几何前驱作用,组织流动结构。该机制在磁流体动力学(MHD)湍流中的鲁棒性得到验证,其中 Lorentz 力被发现抑制了滞回环,导致从因果前驱转向同步锁定的转变。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.08862,
  title  = {Lagrangian Phase-Lag and Geometric Precedence in Turbulent Vortex Stretching},
  author = {Khalid Saqr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.08862},
  year   = {2026}
}