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观察涡旋对 dance 与振荡

光学 2024-12-10 v1 流体动力学

摘要

涡旋动力学涵盖了涡旋的运动、演化和传播过程,在流体力学、大气科学和物理学等多个领域都引发着人们的 fascination 并带来挑战。本研究聚焦于涡旋对场的基本动力学,具体称为涡旋对束(VPB)于光学领域。VPB 因其独特特性(包括涡旋的吸引与排斥)而受到日益关注。本文探讨了纯相位 VPB(PPVPB)的动力学,观察到涡旋呈现出螺旋和交织行为,类似于涡旋对的 dance。我们发现 PPVPB 在自由空间中的涡旋间距具有振荡特性。所观察到的 dance 与振荡现象与初始涡旋间距密切相关,可在流体力学图景中得到良好解释。值得注意的是,涡旋的 dance 与振荡会改变涡旋对消亡的过程,延长了反向涡旋的存活范围。这一发现增进了我们对涡旋相互作用的理解,为更深入的涡旋-涡旋和涡旋-反涡旋相互作用动力学提供了新的视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.06634,
  title  = {Observation of vortex-pair dance and oscillation},
  author = {Dadong Liu and Lai Chen and Li-Gang Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.06634},
  year   = {2024}
}

备注

41 pages, 22 figures, 4 movies(in https://github.com/wangligangZJU/video)