揭示自然与工程流动中非线性的结构与对称性

跨尺度的能量传递是流体力学的基础，它将工程与自然环境中的大尺度流动运动与小尺度湍流结构联系起来。三个波分量之间的三波相互作用形成了跨尺度的复杂网络，挑战了人们的理解与模型降阶。我们引入了三波正交分解（TOD），这是一种能够识别最优捕获谱动量传递的相干流动结构的方法，量化了它们在能量预算双谱中的耦合与能量交换，并揭示了它们发生相互作用的区域。TOD 区分了三个分量——动量接受者、给予者和催化剂——并恢复了支配成对、六三波和全局三波守恒的定律。将 TOD 应用于非定常圆柱尾流和风力涡轮机尾流数据，揭示了在不同频率和尺度上具有正向和反向能量传递的三波相互作用网络。