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Enregistrement W2015873171 · doi:10.1017/jfm.2013.192

Spectral non-locality, absolute equilibria and Kraichnan–Leith–Batchelor phenomenology in two-dimensional turbulent energy cascades

2013· article· en· W2015873171 sur OpenAlexafffund
B. H. Burgess, T. G. Shepherd

Notice bibliographique

RevueJournal of Fluid Mechanics · 2013
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFluid Dynamics and Turbulent Flows
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaZonta International Foundation
Mots-clésPhysicsEnstrophyTurbulenceMathematical physicsEnergy fluxRossby numberVorticityQuantum mechanicsVortexMechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract We study the degree to which Kraichnan–Leith–Batchelor (KLB) phenomenology describes two-dimensional energy cascades in $\alpha $ turbulence, governed by $\partial \theta / \partial t+ J(\psi , \theta )= \nu {\nabla }^{2} \theta + f$ , where $\theta = {(- \Delta )}^{\alpha / 2} \psi $ is generalized vorticity, and $\hat {\psi } (\boldsymbol{k})= {k}^{- \alpha } \hat {\theta } (\boldsymbol{k})$ in Fourier space. These models differ in spectral non-locality, and include surface quasigeostrophic flow ( $\alpha = 1$ ), regular two-dimensional flow ( $\alpha = 2$ ) and rotating shallow flow ( $\alpha = 3$ ), which is the isotropic limit of a mantle convection model. We re-examine arguments for dual inverse energy and direct enstrophy cascades, including Fjørtoft analysis, which we extend to general $\alpha $ , and point out their limitations. Using an $\alpha $ -dependent eddy-damped quasinormal Markovian (EDQNM) closure, we seek self-similar inertial range solutions and study their characteristics. Our present focus is not on coherent structures, which the EDQNM filters out, but on any self-similar and approximately Gaussian turbulent component that may exist in the flow and be described by KLB phenomenology. For this, the EDQNM is an appropriate tool. Non-local triads contribute increasingly to the energy flux as $\alpha $ increases. More importantly, the energy cascade is downscale in the self-similar inertial range for $2. 5\lt \alpha \lt 10$ . At $\alpha = 2. 5$ and $\alpha = 10$ , the KLB spectra correspond, respectively, to enstrophy and energy equipartition, and the triad energy transfers and flux vanish identically. Eddy turnover time and strain rate arguments suggest the inverse energy cascade should obey KLB phenomenology and be self-similar for $\alpha \lt 4$ . However, downscale energy flux in the EDQNM self-similar inertial range for $\alpha \gt 2. 5$ leads us to predict that any inverse cascade for $\alpha \geq 2. 5$ will not exhibit KLB phenomenology, and specifically the KLB energy spectrum. Numerical simulations confirm this: the inverse cascade energy spectrum for $\alpha \geq 2. 5$ is significantly steeper than the KLB prediction, while for $\alpha \lt 2. 5$ we obtain the KLB spectrum.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,202 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations11
Publié2013
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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