On the nonlinear evolution of columnar vortices in a rotating environment
Notice bibliographique
Résumé
We examine the three-dimensional, nonlinear evolution of columnar vortices in a rotating environment. As the initial vorticity distribution, a wavetrain of finite amplitude Kelvin-Helmholtz vortices in shear is employed. Through direct numerical simulation of the Navier-Stokes equations we seek to better understand the process of maturation of the various three-dimensional modes of instability to which such vortical flows are subject, especially those which exist as a consequence of the action of the Coriolis force. In the absence of rotational influence, we thereby demonstrate that the nonlinear evolution of columnar vortices is most strongly controlled by one or the other of two mechanisms. One mechanism of instability is identifiable as a so-called elliptical instability, which promotes the initial bending of vortex tubes in a sinusoidal fashion, while the other is a hyperbolic mode, which is responsible for the development of streamwise vortex streaks in the "braids" between adjacent vortex cores. In the rotating case, anticyclonic vortices are strongly destabilized by weak background rotation, while rapid rotation stabilizes both the cyclones and anticyclones. The strong anticyclones are subject to two distinct forms of instability, namely a Coriolis force modified elliptical instability and an inertial (centrifugal) instability. The former instability is very similar to the nonrotating form of the elliptical instability as it promotes bending of vortex tubes, while the latter instability grows on the edge of the vortex core and generates streaks of vorticity, which surround the vortex core itself. These results of direct numerical simulation fully verify the results of previous linear stability analyses. Taken together, they provide a simple explanation for the broken symmetry that is often observed to be characteristic of the von Karman vortex streets that develop in the atmospheric lee of oceanic islands.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».