涡旋纽结与未纽结的速度、能量和螺旋度

在本文中，我们确定了理想流体中环面纽结和未纽结（环向和极向线圈）形状的涡旋细丝的速度、能量，并估计了其写率和扭转螺旋度贡献。计算通过Biot-Savart定律的数值积分进行。涡旋复杂性由缠绕数$w$参数化，该数由经向缠绕数与纵向缠绕数之比给出。我们发现，对于$w<1$，涡旋纽结和环向线圈比相同尺寸和环量的参考涡环运动得更快并携带更多能量，而对于$w>1$，纽结和极向线圈的速度和能量与参考涡环大致相同。螺旋度由写率贡献主导。最后，我们确认了Biot-Savart定律对所有测试的纽结和未纽结的稳定效应，发现它们在几个直径的距离内结构稳定。我们的结果也适用于超流体$^4$He中的量子化涡旋。