电流体动力学湍流的四重级联图像
流体动力学
2024-11-25 v3 无序系统与神经网络
摘要
湍流在自然界和各种系统中无处不在，表现出时空上的混沌与间歇涨落，难以精确预测。近一个世纪以来，人们为从湍流巨大的无序与混沌本性中揭示潜在的普适性与不变规律做出了大量努力。尽管著名的 Kolmogorov -5/3 律是一座坚实的基石，但它不足以刻画受外部体积力（如热对流与电流体动力学流动）影响的湍流中所展现的多样标度行为。本研究提出一个耦合动能通量与标量方差通量的通用框架，最终形成一条普适守恒律。该框架给出了对湍流全面的四重级联刻画，能够做出超越现有模型局限的预测。我们以电流体动力学湍流的微流控实验阐释该框架，其中浓度与速度涨落的幂律谱展现出所预测的标度行为，与理论高度吻合。这些发现不仅深化了我们对外部体积力驱动湍流中完整级联过程的理解，也有望为其他湍流系统提供启示。
引用
@article{arxiv.2301.07547,
title = {Quad-cascade picture of electrokinetic turbulence},
author = {Yanxia Shi and Jin'an Pang and Yueqiang Zhu and Ming Zeng and Keyi Nan and Yu Chen and Chen Zhang and Tianyun Zhao and Ce Zhang and Guangyin Jing and Kaige Wang and Jintao Bai and Wei Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07547},
year = {2024}
}