Taylor-Green 发电机的结构与拉格朗日统计特性
流体动力学
2015-06-17 v2
摘要
通过直接数值模拟分析了表现出发电机活动的 Taylor-Green 受迫磁流体动力学（MHD）系统的演化。研究发现，速度场和磁场在欧拉坐标系下以及沿流体元轨迹（拉格朗日坐标系）的统计特性在运动学、非线性和饱和 regime 之间发生变化。流体元（示踪粒子）的轨迹从混沌准各向同性（运动学阶段）转变为沿平均磁场方向排列（饱和阶段）。磁场的概率密度函数（PDFs）从运动学阶段的强非高斯分布转变为饱和阶段的准高斯分布，因此其峰度为定义这三个阶段的极限点提供了精确依据。沿流体轨迹的动能和磁能涨落的统计特性也发生了变化。所有这些变化伴随着示踪粒子所经历的速度和磁场涨落相关时间的急剧增加，该时间显著超过了一个湍流大涡翻转时间。一个显著的后果是，拉格朗日磁场结构函数在异常长的时间尺度上呈现出间歇性标度 regime。
引用
@article{arxiv.1309.7975,
title = {Structures and Lagrangian statistics of the Taylor-Green Dynamo},
author = {Holger Homann and Yannick Ponty and Giorgio Krstulovic and Rainer Grauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7975},
year = {2015}
}