均匀旋转湍流中的多粒子拉格朗日统计

地球物理流通常是湍流且受旋转的。这种旋转改变了湍流的结构，因此预计会显著影响其拉格朗日性质。在此，我们通过使用不同旋转率下的直接数值模拟，研究均匀旋转湍流中粒子对、三元组和四元组（tetrads）的相对弥散与几何结构。粒子对的弥散在垂直方向（沿旋转轴）比水平方向更快。在长时间下的泰勒区，这是由于垂直速度分量比水平分量退相关更慢所致。在短时间下的弹道区，这一结果可通过考虑释放时刻不同取向的粒子对来解释，并且是欧拉二阶函数各向异性的标志。旋转还增强了在均匀各向同性湍流中也存在的三元组和四元组的形变。特别是在长时间下，四元组的扁平化程度随旋转率增加。三元组和四元组的最大维度显示出优先与旋转轴对齐，这与我们对粒子对的观测一致。