湍流中傅里叶模式的时间动力学：扫掠效应、长时间相关和时间间歇性

我们报告了在完全发展的湍流射流中空间傅里叶模式统计时间动力学的实验研究。测量依赖于一种原创的声散射技术，允许在时间上直接连续探测定义明确的空间波矢处湍流涡量场的空间傅里叶模式。根据对应于惯性范围内不同波矢的空间傅里叶模式振幅的记录，我们计算了模态振幅的时间相关函数。模态涡量动力学表现出两个分离良好的时间尺度：一个短的、与尺度相关且与众所周知的扫掠效应（随机平流）相关的尺度，以及一个长得多的、约为积分时间尺度且与尺度无关的尺度。通过计算两个不同波矢振幅的互相关，我们证明了尺度之间无论其间隔如何都存在明显的统计依赖性，这与原始的Kolmogorov 41理论不同。我们将我们的实验结果归因于一种新型统计间歇性的表现。我们将这种新的统计特征称为大尺度时间间歇效应，与欧拉速度测量中报道的通常小尺度空间间歇性形成对比。我们提出将这种时间间歇性归因于大尺度注入能量的时间涨落，符合Landau对K41理论提出的反对意见的精神。