黏性涡重连的分离标度
流体动力学
2020-08-12 v1
摘要
重连在等离子体、聚合物和大分子的动力学中,以及在经典和量子流体中众多层流与湍流现象中均起着重要作用。量子涡重连的广泛研究表明,相互作用涡之间的最小分离距离 {\delta} 遵循 1/2 标度。由于动力学的复杂性(例如桥和细丝的形成以及连续重连和雪崩),这种标度在(经典)黏性涡重连中从未被报道过。利用纳维-斯托克斯方程的直接数值模拟,我们研究了细涡的黏性重连,其核尺寸远小于涡曲率半径。对于远大于涡核尺寸的分离距离,我们发现两个相互作用的黏性涡之间的 {\delta}(t) 在重连前和重连后事件中都惊人地同样遵循 1/2 幂次标度。该 1/2 幂律中的前因子不仅依赖于初始构型,还依赖于涡雷诺数(或黏度)。我们在黏性重连中的发现,补充了众多关于量子涡重连的工作,表明重连确实存在一条通用路径——这是理解黏性涡重连现象各个方面及其潜在建模的关键结果,并可能解释湍流级联物理。
引用
@article{arxiv.2006.05796,
title = {Separation scaling for viscous vortex reconnection},
author = {Jie Yao and Fazle Hussain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.05796},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 6 figures