分层湍流中的垂直气流与混合：随弗劳德数的急剧转变
流体动力学
2018-09-19 v2
摘要
我们利用直接数值模拟的拉格朗日与欧拉场，在与大气和海洋相关的参数空间中，研究稳定分层湍流流场中垂直速度与温度的大尺度间歇性以及混合特性。在地球物理有意义的弗劳德数范围()内，我们观测到速度与势能温度的垂直分量在空间和时间上局域化的非常大涨落，并伴随一个急剧转变导致概率分布函数出现非高斯尾。此行为由一个简单模型刻画，该模型表示快时间尺度上的重力波与慢时间尺度上的非线性陡化之间的竞争。在所提模型框架内理解的、以增强的大尺度间歇性为特征的共振态的存在，随后被联系到速度与势能温度场中结构的出现、局域化翻转与混合。最后，在同一 regime 中我们观测到混合效率随弗劳德数线性标度，且其值增大约一个数量级。
引用
@article{arxiv.1806.00342,
title = {Vertical drafts and mixing in stratified turbulence: sharp transition with Froude number},
author = {F. Feraco and R. Marino and A. Pumir and L. Primavera and P. D. Mininni and A. Pouquet and D. Rosenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.00342},
year = {2018}
}