Scale-similar structures of homogeneous isotropic non-mirror-symmetric turbulence based on the Lagrangian closure theory
Scale-similar structures of homogeneous isotropic non-mirror-symmetric turbulence based on the Lagrangian closure theory
复制标题
基于拉格朗日闭合理论的均匀各向同性非镜对称湍流的尺度相似结构
DOI：
10.1017/jfm.2021.708
复制
发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Inagaki Kazuhiro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Inagaki Kazuhiro
基于Kaneda提出的自洽闭合理论--拉格朗日重整化近似(LRA)，我们研究了螺旋度对均匀各向同性非镜对称湍流尺度结构的影响(J.Fluid Mech，Vol.107,1981，pp.131-145)。在本研究中，我们将重点放在代表尺度相似范围的时间尺度上。对于LRA，拉格朗日二次速度相关和响应函数决定了典型的时间尺度。LRA预测，拉格朗日二次速度关联和响应函数方程都不明确地依赖于螺旋度。通过考虑螺旋度的耗散率，我们假定了扩展的尺度相似的谱和时间尺度。考虑到小尺度结构，对能量和螺旋度通量与响应函数方程的尺度相似的要求，给出了常规的惯性范围幂定律，并给出了能量和螺旋度谱表示螺旋度耗散率。这一条件使得在类似标度范围内的能量级联过程与螺旋度完全无关。我们还研究了LRA能量级联和螺旋度级联中尺度间相互作用的局域性。我们证明了与能量级联相比，螺旋度级联在尺度上具有轻微的非局域性。该研究为非镜像对称湍流的数值模拟奠定了基础。
We investigate the effect of helicity on the scale-similar structures of homogeneous isotropic and non-mirror-symmetric turbulence based on the Lagrangian renormalised approximation (LRA), which is a self-consistent closure theory proposed by Kaneda (J. Fluid Mech., vol. 107, 1981, pp. 131–145). In this study, we focus on the time scale representing the scale-similar range. For the LRA, the Lagrangian two-time velocity correlation and response function determine the representative time scale. The LRA predicts that both the Lagrangian two-time velocity correlation and response function equation do not explicitly depend on helicity. We assume the extended scale-similar spectra and time scale by considering the helicity dissipation rate. Considering the small-scale structures, the requirements for the energy and helicity fluxes and response function equation to be scale similar, yield the conventional inertial-range power laws and provide the energy and helicity spectra denotes the helicity dissipation rate. This condition makes the energy cascade process in the scale-similar range completely independent of helicity. We also investigate the localness of the interscale interaction in the energy and helicity cascades for the LRA. We demonstrate that the helicity cascade is slightly non-local in scales compared with the energy cascade. This study provides a foundation on the modelling of non-mirror-symmetric turbulent flows.
登录
查看更多内容
拉格朗日重正化近似中二维湍流的惯性范围
影响因子：
4.6
作者：
Y. Kaneda
通讯作者：
Y. Kaneda
流体动力学和磁流体动力学湍流
DOI：
--
发表时间：
1998
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Yoshizawa
通讯作者：
A. Yoshizawa
拉格朗日重正化近似中湍流速度和标量场的惯性范围结构
影响因子：
4.6
作者：
Y. Kaneda
通讯作者：
Y. Kaneda
具有螺旋性的湍流中的各向同性三阶统计：2/15 定律
影响因子：
3.7
作者：
S. Kurien;Mark A. Taylor;T. Matsumoto
通讯作者：
T. Matsumoto
DOI：
10.1103/physreve.92.051002
发表时间：
2015-06
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
G. Sahoo;F. Bonaccorso;Luca Biferale
通讯作者：
G. Sahoo;F. Bonaccorso;Luca Biferale