Stochastic differential equation models of vortex merging and reconnection
Notice bibliographique
Résumé
We show that the stochastic differential equation (SDE) model for the merger of two identical two-dimensional vortices proposed by Agullo and Verga [“Exact two vortices solution of Navier–Stokes equation,” Phys. Rev. Lett. 78, 2361 (1997)] is a special case of a more general class of SDE models for N interacting vortex filaments. These toy models include vorticity diffusion via a white noise forcing of the inviscid equations, and thus extend inviscid models to include core dynamics and topology change (e.g., merger in two dimensions and vortex reconnection in three dimensions). We demonstrate that although the N=2 two-dimensional model is qualitatively and quantitatively incorrect, it can be dramatically improved by accounting for self-advection. We then extend the two-dimensional SDE model to three dimensions using the semi-inviscid asymptotic approximation of Klein et al. [“Simplified equations for the interactions of nearly parallel vortex filaments,” J. Fluid Mech. 288, 201 (1995)] for nearly parallel vortices. This model is nonsingular and is shown to give qualitatively reasonable results until the approximation of nearly parallel vortices fails. We hope these simple toy models of vortex reconnection will eventually provide an alternative perspective on the essential physical processes involved in vortex merging and reconnection.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».