基于统计态动力学的湍流Eady前沿问题研究：II. 有限幅平衡态
流体动力学
2025-07-22 v1
摘要
沿程卷 circulation 在前沿区域常见，作为大气和海洋大气边界层（PBL）中动量和迹物输运的主要作用。传统上，沿程卷/纹理结构（RSS）的形成被归因于对称不稳定（SI）。在第一部分中，我们使用统计态动力学（SSD）研究了RSS在经典Eady前沿问题中的形成，SSD方法允许将黄曲率应力（RS）扭矩不稳定机制与SI机制在RSS形成动力学中相结合。我们发现使用SSD理论，RS扭矩机制在Richardson数Ri < 1时与SI机制协同作用，以驱动前沿中的对称循环；而在Ri > 1时，turbulence-mediated RS扭矩机制支持RSS形成，而SI机制则不适用。虽然SI理论提供了初始卷形成的解释，但其对RSS平衡的澄清尚存疑问。SSD RSS动力学的优势在于其一致地包含了平衡过程。本文将RSS动力学在SSD框架下的扰动分析推广到非线性分析，以理解在湍流RSS范畴内的卷的形成、平衡与维持。
引用
@article{arxiv.2507.15134,
title = {Statistical state dynamics based study of turbulent Eady fronts. Part 2. Finite amplitude equilibria},
author = {Eojin Kim and Brian F. Farrell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15134},
year = {2025}
}