旋转约束慢惯性波和各向异性动力学的多尺度动理学理论
摘要
本文通过严格应用多尺度摄动理论，发展了快速旋转流的波动动理学理论。控制方程是从不可压缩Navier-Stokes方程导出的渐近简化方程组。这些方程适用于快速旋转流区域，最适合描述旋转流的各向异性动力学。这些方程的自变量固有地存在于螺旋波基中，这是惯性波最合适的基。通过将更简单的对称系统推广到更一般的非对称螺旋情况，导出了两个全局不变量——能量和螺旋度——的耦合方程组。这种推导螺旋度动理学方程的方法通过利用系统中的对称性自然得出，不同于先前Galtier (2003, 2014)工作中使用多个相关函数来解释螺旋度不对称性的推导。得到了流不变量的平稳解（包括Kolmogorov解）作为各向异性波数的标度律。标度律解与最近的实验和模拟数据结果进行了肯定性比较。本文发展的理论适用于渐近简化流体动力学方程组所支持的波动动力学，因此涵盖了与Galtier (2003, 2014)工作中的弱湍流理论不同的动力学区域。
引用
@article{arxiv.1312.7497,
title = {Multiple scales kinetic theory for rotationally constrained slow inertial waves and anisotropic dynamics},
author = {Amrik Sen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.7497},
year = {2017}
}
备注
Weak wave turbulence derivation to a dynamical regime that is not previously investigated is derived. In particular, when $k_z$ is so small then $\omega \tau{NL} << 1$ and the system is populated by slow inertial waves captured by the asymptotically reduced equations, R-RHD. Note the dynamic in this regime is not exactly 2D but that encompassed in the slow manifold