Mixing and diffusion in coherent vortices

相干涡旋中的混合和扩散

基本信息

  • 批准号:
    EP/D032202/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2006 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mixing is an important process in fluid flows. The flow of a fluid, be it the sea or atmosphere, can enhance the mixing of tracers such as plankton or pollutants by many orders of magnitude. This has important implications for industrial processes and the natural environment. For example mixing speeds up chemical reactions and combustion. In oceans and lakes mixing affects the distribution of nutrients and so the distribution of plant and animal life. On the scale of the atmosphere, mixing is important in determining the dispersal of pollutants and the destruction of ozone in the South Polar vortex. Many fluid flows are dominated by coherent vortices: long-lived regions of swirling fluid flow. These have particularly interesting and subtle mixing properties, because mixing affects the structure of the fluid flow (through the mixing of a quantity called the `vorticity', which may be thought of as the local angular momentum of fluid). This leads to complex mixing, with some regions being well-mixed, and others very poorly. This is seen in large-scale numerical simulations, for example of the atmosphere, but is not well-understood mathematically. The aim of the proposed research is to investigate the mixing properties of vorticity and other tracers in coherent vortices, and to determine the different regimes, using combination of numerical and analytical techniques.
混合是流体流动中的一个重要过程。流体的流动,无论是海洋还是大气,都可以将浮游生物或污染物等示踪剂的混合提高许多数量级。这对工业过程和自然环境具有重要影响。例如,混合加速了化学反应和燃烧。在海洋和湖泊中,混合影响营养物的分布,从而影响动植物的分布。在大气尺度上,混合对于确定南极涡旋中污染物的扩散和臭氧的破坏是重要的。许多流体的流动都是由相干涡旋控制的:涡旋流体流动的长寿命区域。它们具有特别有趣和微妙的混合特性,因为混合影响流体流动的结构(通过称为“涡度”的量的混合,它可以被认为是流体的局部角动量)。这导致了复杂的混合,有些地区混合得很好,而另一些地区混合得很差。这可以在大规模的数值模拟中看到,例如大气,但在数学上还不能很好地理解。本文采用数值与分析相结合的方法,研究了涡度与其他示踪剂在相干涡中的混合特性,并确定了不同的状态。

项目成果

期刊论文数量(10)
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专利数量(0)
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    TURNER M
  • 通讯作者:
    TURNER M
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Turner M
  • 通讯作者:
    Turner M
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  • 资助金额:
    $ 20.91万
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    05650220
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 20.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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