湍流中螺旋性与旋转的相互作用：对标度律和小尺度动力学的影响
流体动力学
2015-05-14 v1
摘要
物理系统的不变性支配着它们的行为：湍流中的能量守恒驱动了能量在模式间的广泛分布，这在地球物理或天体物理流动中可观察到。在理想流体动力学中，螺旋性守恒（速度与其旋度的相关性，衡量镜像对称性的偏离）的作用尚不明确，因为它不改变能谱。然而，在刚体旋转的情况下，螺旋流与非螺旋流之间出现了显著差异。我们首先概述了几个结果，如能量和螺旋性的谱分布，以及单个谱严格普适性的破坏。通过大规模数值模拟，我们随后展示了小尺度结构及其间歇性特性是否因螺旋性的存在而不同，特别是在与贝特拉米核心涡旋（BCV）的出现相关方面，这些涡旋是层流的螺旋垂直上升气流。这些结果指向了一个除罗斯比数之外的小参数的发现；这可能通过重正化群和弱湍流理论，将旋转螺旋湍流问题与临界现象问题联系起来。该参数可以与能量和螺旋性通量到小尺度的无量纲化比率相关联，其中三维能量级联是弱且自相似的。
引用
@article{arxiv.0910.4522,
title = {The interplay between helicity and rotation in turbulence: implications for scaling laws and small-scale dynamics},
author = {A. Pouquet and P. D. Mininni},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.4522},
year = {2015}
}