通过粗粒化测量尺度依赖的形状各向异性：在不均匀瑞利-泰勒湍流中的应用
流体动力学
2023-10-20 v2
摘要
我们将“滤波谱”[1] 推广到通过空间粗粒化沿不同方向探测尺度。这种多维滤波谱量化了未必均匀的流动的谱内容。由多维谱信息，我们提出了一种用于各尺度形状各向异性的简单度量。该方法被应用于 2D 和 3D 瑞利-泰勒（RT）湍流的模拟，这些湍流是非均匀且各向异性的。我们表明，3D RT 在大尺度上具有清晰的形状各向异性，其垂直与水平纵横比约为 ，但在小尺度上如预期般趋于各向同性[2,3,4]。与之形成鲜明对比的是，我们发现 2D 模拟中的 RT（其仍是许多应用的主要建模框架）在大尺度上是各向同性的，而其形状各向异性在较小尺度上增强，其中结构趋于水平拉长。尽管这可能令人惊讶，但它与 [5] 中的近期结果一致；2D RT 中的大尺度各向同性是由于通过上扫级联产生大尺度翻转环流，而小尺度各向异性则源于这种翻转所产生的稳定层结以及 2D 中低效的混合。
引用
@article{arxiv.2307.08918,
title = {Measuring Scale-dependent Shape Anisotropy by Coarse-Graining: Application to Inhomogeneous Rayleigh-Taylor Turbulence},
author = {Dongxiao Zhao and Hussein Aluie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08918},
year = {2023}
}