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轴对称流体平衡中的强涡量涨落与反铁磁关联

流体动力学 2019-06-05 v1

摘要

利用平衡统计力学方法研究了柱几何中晚期渐近稳态流的宏观结构与微观涨落统计。轴对称假设允许用绕柱轴的(环向)流场σ和在固定方位角(极向)平面内产生混合的涡量场ξ给出有效的二维描述。如同其他一些二维流体系统,对经典二维Euler方程推广后,流动除通常的动能和角动量外还受无穷多个守恒律约束。在一致的平衡描述中必须考虑所有这些守恒律。研究表明,守恒律最直接可观测的影响在于σ,其展现出有趣的大尺度半径依赖流动结构。然而,与先前一些处理不同,我们发现热力学温度恒为正。因此,除维持整体极向环流正确(守恒)值的无穷小边界层外,对ξ的影响在于强涨落细尺度混合的统计中,其对有助于维持局域电荷中性类似物的“反铁磁”微尺度关联敏感。极向流在宏观上无特征,不显示大尺度环流射流或涡旋状特征(这些通常在类似的Euler和准地转平衡中作为负温度态出现)。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.11049,
  title  = {Strong vorticity fluctuations and antiferromagnetic correlations in axisymmetric fluid equilibria},
  author = {Peter B. Weichman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.11049},
  year   = {2019}
}

备注

10 pages, 4 figures