超流体湍流尾迹的正交分解
量子气体
2025-06-16 v3
摘要
我们通过正交分解（POD）对正方形棱柱后方的超流体湍流尾迹进行理论和数值研究。POD 是一种数据科学方法，可有效提取物理系统的主要振动模式，在流体力学中广泛用于尾迹结构分析。由于超流体速度场在涡旋中心会发散且涡旋环流被量化，传统的 POD 方法难以直接应用于超流体尾迹系统。我们通过对二维超流体尾迹的涡度分布进行适当的模糊化，成功建立了 POD 方法。结果表明，对应两个平行交替量子涡旋束组成的“准经典”卡姆阵列涡旋街的有序结构在原本被认为是“不规则”的超流体湍流尾迹中潜伏为一个显著的主要模式。由于该方法同样适用于流体密度，因此可用于超冷原子气体的实验数据分析。
引用
@article{arxiv.2505.03086,
title = {Proper Orthogonal Decomposition of a Superfluid Turbulent Wake},
author = {Sota Yoneda and Hiromitsu Takeuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03086},
year = {2025}
}
备注
Movies showing the time evolution of the wake presented in the main text is available from https://www.youtube.com/playlist?list=PLtG3C55s-pk4Wn5XD7K-yohft-S6DI_Tm