中文

位势涡度梯度的动力学

混沌动力学 2010-03-22 v4 流体动力学

摘要

利用无散通量矢量\bdB=\bnablaQ(q)×\bnablaθ\bdB = \bnabla Q(q)\times\bnabla\theta(其中Q(q)Q(q)为任意光滑函数),研究了海洋和大气中分层Euler方程、Navier-Stokes方程和静力原始方程中沿等温面θ\theta的位势涡度梯度\bnablaq\bnabla{q}的输运。通量\bdB\bdB满足t\bdBcurl(\bU×\bdB)=\bnabla[qQ(q)div\bU]×\bnablaθ, \partial_t\bdB - {curl} (\bU\times\bdB) = - \bnabla\big[qQ'(q) {div} \bU\big]\times\bnabla\theta, 其中\bU\bU是PV通量的形式输运速度。虽然该表达式的左侧让人联想到磁流体动力学中的冻结磁场通量,但右侧非零意味着当div\bU0{div} \bU \neq 0时,\bdB\bdB并未冻结在\bU\bU的流中。该结果可能适用于对流层顶位势涡度和位势温度的测量。

关键词

引用

@article{arxiv.0911.1476,
  title  = {The dynamics of the gradient of potential vorticity},
  author = {J. D. Gibbon and D. D. Holm},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0911.1476},
  year   = {2010}
}

备注

8 pages, 1 figure. Comments welcome! Accepted at J Phys A