×
赵欣然;卡洛·斯卡洛

拓扑复杂涡旋流重联事件中的螺旋度动力学。 （英语） 兹比尔1503.76079

J.流体力学。 920，论文编号A30，24 p.（2021）.
小结：在本文中，我们讨论了拓扑复杂涡旋流中通过粘性重联事件是否守恒总螺旋度的问题。为了回答这个问题，我们对两个复杂的涡旋流动问题进行了直接数值模拟（DNS）：（1）三叶结和（2）双环链，这两个问题都针对不同的涡核半径进行了模拟。DNS框架依赖于块结构自适应网格细化（AMR）技术。作为参考案例，还对一对碰撞的无链接涡环进行了第三次模拟，该涡环没有表现出总螺旋度的变化。结果表明，在例（1）和例（2）的解闭锁/解闭锁事件中，由于重联区的局部螺旋度密度含量的湮灭，发生了定义明确的总螺旋度跳跃。对于（1）和（2）两种情况，总螺旋度的变化随着芯半径的减小而变得更陡。最后，基于两个无穷小反平行涡丝的重联，给出了一个解析推导，定量地将螺旋度湮灭和粘性环流传递过程联系起来，揭示了重联事件中产生/破坏总螺旋度的基本流体力学机制。

引用于三文件

MSC公司：

76号06 可压缩Navier-Stokes方程
76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
57K99型 特定维度的低维拓扑

关键词：

可压缩Navier-Stokes方程;涡环碰撞;旋涡破裂;涡旋相互作用;三叶结;双环连接;直接数值模拟;高阶紧致差分格式
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{X.Zhao}和\textit{C.Scalo}，J.流体力学。920，论文编号A30，24页（2021；Zbl 1503.76079）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Chichak，K.S.、Cantrill，S.J.、Pease，A.R.、Chiu，S.-H.、Cave，G.W.V.、Atwood，J.L.和Stoddart，J.F.2004分子Borromean环。科学304（5675），1308-1312。
[2] Daryan，H.、Hussain，F.和Hickey，J.-P.2020涡流重联导致的气动噪声产生。物理学。流体版本5（6），062702。
[3] Dennis，M.R.、King，R.P.、Jack，B.、O'Holleran，K.和Padgett，M.J.2010孤立光学涡旋结。《自然物理学》6（2），118-121。
[4] Han，D.、Pal，S.、Liu，Y.和Yan，H.2010将dna折叠和切割成可重构的拓扑纳米结构。《自然纳米技术》5（10），712-717。
[5] Hoydonck，W.R.M.，Van Bakker，R.J.J.&Van Tooren，M.J.L.2010使用非均匀有理b样条基元进行转子尾迹分析的新方法。技术代表NLR-TP-2010-465，国家航空航天实验室。
[6] Hussain，F.和Duraisamy，K.2011粘性涡重联的力学。物理学。流体23（2），021701。
[7] Kedia，H.、Kleckner，D.、Scheeler，M.W.和Irvine，W.T.M.2018超流体中的螺旋性：存在性和经典极限。物理学。流体版本3（10），104702·Zbl 1404.76086号
[8] Kerr，R.M.2018重新连接和螺旋度的三叶结时间尺度。流体动力学。第50（1）号决议，011422。
[9] Kimura，Y.和Moffatt，H.K.2014偏斜涡的重新连接。《流体力学杂志》751、329-345·Zbl 1329.76092号
[10] Kleckner，D.&Irvine，W.T.M.2013打结漩涡的创建和动力学。《自然物理学》9（4），253-258。
[11] Laing，C.E.，Ricca，R.L.&De Witt，L.S.2015反平行重联下扭曲螺旋度的守恒。科学。Rep.5（1），1-6。
[12] Lele，S.K.1992具有光谱分辨率的紧致有限差分格式。J.计算。《物理学》103（1），16-42·Zbl 0759.65006号
[13] Mcgavin，P.&Pontin，D.I.2018涡流管重新连接期间的涡流线拓扑。物理学。流体版本3（5），054701。
[14] Mcgavin，P.&Pontin，D.I.2019涡流管与轴向流的重新连接。物理学。流体版本4（2），024701。
[15] Moffatt，H.K.1969缠结涡线的打结程度。《流体力学杂志》35（1），117-129·Zbl 0159.57903号
[16] Moffatt，H.K.2017即使在粘性流体中也具有螺旋不变性。《科学》357（6350），448-449。
[17] Moffatt，H.K.和Kimura，Y.2019a朝向Navier-Stokes方程的有限时间奇异性。第1部分：。动力系统的推导与分析。《流体力学杂志》861，930-967·Zbl 1415.76131号
[18] Moffatt，H.K.和Kimura，Y.2019b朝向Navier-Stokes方程的有限时间奇异性。第2部分。涡重联和奇点回避。《流体力学杂志》870，R1·Zbl 1429.76042号
[19] Moffatt，H.K.和Ricca，R.L.1992启发和Călugăreanu不变量。程序。R.Soc.伦敦。序列号。A： 数学。物理学。科学439（1906），411-429·Zbl 0771.57013号
[20] Oberti，C.&Ricca，R.L.2019缠绕数对涡结动力学的影响。科学。代表9（1），1-9。
[21] Ricca，R.L.，Samuels，D.C.和Barenghi，C.F.1999.涡结的演变。《流体力学杂志》391、29-44·Zbl 1009.76012号
[22] Salman，H.2017超流体旋涡的螺旋度守恒和扭曲塞弗特表面。程序。R.Soc.A：数学。物理学。工程科学473（2200），20160853·兹比尔1404.76063
[23] Scheeler，M.W.，Kleckner，D.，Proment，D.，Kindlmann，G.L.&Irvine，W.T.M.2014重新连接涡链和节时跨尺度流动的螺旋性守恒。程序。美国国家科学院。《科学》111（43），15350-15355。
[24] Tkalec，U.，Ravnik，M.，Choopar，S.，umer，S.&Mušević，I.2011手性向列胶体中的可重构结和链。《科学》333（6038），62-65·Zbl 1355.82069号
[25] Van Rees，W.M.，Hussain，F.&Koumoutsakos，P.2012涡流管重新连接，（Re=10\000\）。物理学。流感病毒24（7），075105。
[26] Vatistas，G.H.，Kozel，V.&Mih，W.C.1991A集中涡的简化模型。实验流体11（1），73-76。
[27] Xiong，S.&Yang，Y.2019具有扭曲相关螺旋度的打结涡流管的构建。物理学。流体31（4），047101。
[28] Yao，J.&Hussain，F.2020A通过涡旋重联序列和雪崩的湍流级联物理模型。《流体力学杂志》883，A51·Zbl 1430.76323号
[29] Zhao，X.和Scalo，C.2020基于紧单元差分的数值框架，用于涡控流动的自适应脊线细化模拟。AIAA科学技术2020论坛，第0810页。
[30] Zhao，X.，Yu，Z.，Chapelier，J.-B.&Scalo，C.2021三叶结涡的直接数值模拟和大涡模拟。《流体力学杂志》910，A31·Zbl 1461.76315号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。