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具有外部耗散的活性湍流的标度律

软凝聚态物质 2021-09-29 v1 生物物理

摘要

活性流体在低雷诺数下表现出复杂的类湍流流动。近期工作预测二维活性向列湍流遵循普适标度律。然而,实验验证这些预测受制于与三维环境的耦合。在此,我们测量了与被动油层接触的活性向列薄膜中的动能谱 E(q)E(q)。在小尺度和中等尺度下,我们分别发现标度律 E(q)q4E(q)\sim q^{-4}E(q)q1E(q)\sim q^{-1},与二维活性向列体的理论预测一致。然而在大尺度下,我们发现新的标度 E(q)qE(q)\sim q,其在耗散由三维油层主导时出现。此外,我们推导了跨越所有长度尺度的谱的显式表达式,从而解释并关联了不同的标度律。这使我们能够拟合数据并提取控制向新大尺度 regime 交叉的长度尺度,我们通过改变油黏度来调节它。总体而言,我们的工作实验证明了活性湍流中普适标度律的出现,并确立了谱如何受外部耗散影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.11570,
  title  = {Scaling regimes of active turbulence with external dissipation},
  author = {Berta Martínez-Prat and Ricard Alert and Fanlong Meng and Jordi Ignés-Mullol and Jean-François Joanny and Jaume Casademunt and Ramin Golestanian and Francesc Sagués},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11570},
  year   = {2021}
}