各向异性湍流中维度交叉处被增强的大尺度间歇性与稀有事件
流体动力学
2019-03-11 v2
摘要
理解湍流中的稀有事件为极端天气科学提供了基础，而大气正是用 Navier-Stokes 方程（NSEs）来建模的。在各向同性流体的 NSEs 解中，诸如流体速度等各类量大致服从高斯分布，其中极端事件仅在关联耗散主导长度尺度或反常标度区的小尺度量中显著。本研究通过数值模拟揭示，若三维流体伴随强二维各向异性（大气即属此情况），则在更大尺度上存在另一种普适的增强机制。二维与三维之间的维度交叉产生了显著的胖尾非高斯分布，其间歇性伴随有大量链状结构，即密集排布的自组织涡旋（蛇形组织涡旋（SOV））。该增强由交叉长度尺度处可用相空间的突增引起。由于所发现的间歇性可涉及比传统小空间尺度间歇性大得多的能量，它主导了天气系统中的极端事件与混沌不可预测性。
引用
@article{arxiv.1803.05620,
title = {Large-scale intermittency and rare events boosted at dimensional crossover in anisotropic turbulence},
author = {Keiko Takahasi and Koji Goto and Ryo Onishi and Masatoshi Imada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.05620},
year = {2019}
}