Spontaneous suppression of inverse energy cascade in instability-driven 2-D turbulence
Spontaneous suppression of inverse energy cascade in instability-driven 2-D turbulence
复制标题
不稳定驱动的二维湍流中逆能量级联的自发抑制
DOI：
10.1017/jfm.2022.935
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发表时间：
2022
影响因子：
3.7
通讯作者：
Knobloch, Edgar
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
van Kan, Adrian;Favier, Benjamin;Julien, Keith;Knobloch, Edgar
流体流动的不稳定性常常会产生湍流。利用广泛的直接数值模拟，我们研究了由波数局域不稳定叠加在随机强迫上驱动的二维湍流，这与以前对状态无关强迫的研究形成了对比。在不稳定强迫的作用下，凝聚体破裂，并自发产生对称性破缺的弱相互作用涡旋气体，其特征是只有一个符号的涡旋占优势，逆能级联被抑制。后一种转变取决于减振机制。破缺对称态的SVS数密度通过随机成核过程缓慢增加。在凝聚态和混合SV凝聚态之间观察到双稳态。我们的发现为二维湍流现象对作用力的强烈依赖提供了新的证据。
Instabilities of fluid flows often generate turbulence. Using extensive direct numerical simulations, we study two-dimensional turbulence driven by a wavenumber-localised instability superposed on stochastic forcing, in contrast to previous studies of state-independent forcing. As the contribution of the instability forcing, measured by a parameter , the condensate breaks down, and a gas of weakly interacting vortices with broken symmetry spontaneously emerges, characterised by preponderance of vortices of one sign only and suppressed inverse energy cascade. The latter transition is shown to depend on the damping mechanism. The number density of SVs in the broken symmetry state slowly increases via a random nucleation process. Bistability is observed between the condensate and mixed SV-condensate states. Our findings provide new evidence for a strong dependence of two-dimensional turbulence phenomenology on the forcing.
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影响因子：
2.7
作者：
J. Jim'enez
通讯作者：
J. Jim'enez
稳定分层强制薄流体层中能量级联的维度转变
影响因子：
4.6
作者：
A. Sozza;G. Boffetta;Paolo Muratore;S. Musacchio
通讯作者：
S. Musacchio
影响因子：
1.5
作者：
P. Orlandi;G. V. van Heijst
通讯作者：
P. Orlandi;G. V. van Heijst
DOI：
10.1103/physreve.65.056305
发表时间：
2002-05
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
C. Pasquero;G. Falkovich
通讯作者：
C. Pasquero;G. Falkovich
影响因子：
3.7
作者：
J. Jiménez
通讯作者：
J. Jiménez