Robustness of vortex populations in the two-dimensional inverse energy cascade
Robustness of vortex populations in the two-dimensional inverse energy cascade
复制标题
二维逆能量级联中涡群的鲁棒性
DOI：
10.1017/jfm.2018.473
复制
发表时间：
2018
影响因子：
3.7
通讯作者：
Burgess B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Burgess B
我们研究了强迫和耗散的特性如何影响二维湍流逆能量级联中涡群的缩放行为。当在域尺度和耗散尺度之间的中间尺度上强制流动时，最大涡流面积和谱峰长度尺度的增长率对于所有模拟参数都是稳健的。对于实时白强迫，涡旋区域的数密度分布遵循 Burgess 和 Scott 的标度理论预测（J. Fluid Mech.，第 811 卷，2017 年，第 742-756 页），并且对强迫带宽或小尺度耗散的性质几乎不敏感：窄带和宽带强迫都会产生几乎相同的涡旋群体，拉普拉斯扩散和超扩散也是如此。最大的差异出现在比较具有相关强迫的模拟与具有白色时间强迫的模拟时：在具有相关强迫的流动中，涡数密度的中间范围显着陡峭超过了预测的尺度不变性。我们的结果将相干涡旋确立为二维逆能量级联的一个强大特征，并为塑造其统计数据的动力学机制提供了线索。
We study how the properties of forcing and dissipation affect the scaling behaviour of the vortex population in the two-dimensional turbulent inverse energy cascade. When the flow is forced at scales intermediate between the domain and dissipation scales, the growth rates of the largest vortex area and the spectral peak length scale are robust to all simulation parameters. For white-in-time forcing the number density distribution of vortex areas follows the scaling theory predictions of Burgess & Scott (J. Fluid Mech., vol. 811, 2017, pp. 742–756) and shows little sensitivity either to the forcing bandwidth or to the nature of the small-scale dissipation: both narrowband and broadband forcing generate nearly identical vortex populations, as do Laplacian diffusion and hyperdiffusion. The greatest differences arise in comparing simulations with correlated forcing to those with white-in-time forcing: in flows with correlated forcing the intermediate range in the vortex number density steepens significantly past the predicted scale-invariant . Our results establish coherent vortices as a robust feature of the two-dimensional inverse energy cascade, and provide clues as to the dynamical mechanisms shaping their statistics.
登录
查看更多内容
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
R.K. Scott
通讯作者：
R.K. Scott
全球模型中正压突然变暖的开始
影响因子：
8.9
作者：
Liu Y
通讯作者：
Liu Y
影响因子：
8.6
作者：
CARNEVALE, GF;MCWILLIAMS, JC;YOUNG, WR
通讯作者：
YOUNG, WR
自由衰变、各向同性、二维湍流的演化
DOI：
--
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Lowe;P. Davidson
通讯作者：
P. Davidson
影响因子：
3.7
作者：
A. Vallgren
通讯作者：
A. Vallgren