不可压缩二维衰减涡量场的晚期状态

已知二维衰减湍流在长时间演化后会趋近于表观稳定的状态。迄今为止，已有一些理论和模型被提出以解释这种弛豫现象。在本文中，我们将数值实验的结果与这些理论的预测进行比较，以评估其适用性。我们研究了周期盒上初始多级涡量场的长时间衰减，并表征了最终的输出状态。我们的最终状态与理论的预测不符；发现了更广泛的偶极子剖面类型以及非稳态的最终状态。我们探讨了弛豫状态对雷诺数变化和不同数值分辨率的鲁棒性问题。与某些理论的预期相反，所观察到的构型也未必拥有最大能量。我们得出结论，涡量的混合通常不是遍历的，并且某些亚稳态构型可能会抑制平衡态的达到。