旋转流中湍流的衰减

我们结合直接数值模拟、大涡模拟和唯象理论，对旋转流中湍流的衰减进行了参数空间研究。考虑了多种情况：(1) 初始条件特征尺度相对于盒子大小的变化，以模拟“有界”和“无界”流；(2) 螺旋度（速度与涡量之间的相关性）的影响；(3) 罗斯比数和雷诺数的影响；(4) 初始条件各向异性的影响。初始条件包括泰勒-格林涡、阿诺德-贝尔特拉米-奇尔德雷斯流以及大尺度能谱正比于$k^4$的随机流。每种情况下模拟得到的能量、螺旋度和拟涡能的衰减规律，可以通过将二维模式与三维模式的衰减分离，并考虑螺旋度和旋转减缓能量衰减作用的唯象论证来解释。还讨论了模拟中能谱的时间演化和各向异性的发展。最后，考虑了旋转和螺旋度对流动偏度和峰度的影响。