Geometry and interaction of structures in homogeneous isotropic turbulence
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract A strategy to extract turbulence structures from direct numerical simulation (DNS) data is described along with a systematic analysis of geometry and spatial distribution of the educed structures. A DNS dataset of decaying homogeneous isotropic turbulence at Reynolds number ${\mathit{Re}}_{\lambda } = 141$ is considered. A bandpass filtering procedure is shown to be effective in extracting enstrophy and dissipation structures with their smallest scales matching the filter width, $L$ . The geometry of these educed structures is characterized and classified through the use of two non-dimensional quantities, ‘planarity’ and ‘filamentarity’, obtained using the Minkowski functionals. The planarity increases gradually by a small amount as $L$ is decreased, and its narrow variation suggests a nearly circular cross-section for the educed structures. The filamentarity increases significantly as $L$ decreases demonstrating that the educed structures become progressively more tubular. An analysis of the preferential alignment between the filtered strain and vorticity fields reveals that vortical structures of a given scale $L$ are most likely to align with the largest extensional strain at a scale 3–5 times larger than $L$ . This is consistent with the classical energy cascade picture, in which vortices of a given scale are stretched by and absorb energy from structures of a somewhat larger scale. The spatial distribution of the educed structures shows that the enstrophy structures at the $5\eta $ scale (where $\eta $ is the Kolmogorov scale) are more concentrated near the ones that are 3–5 times larger, which gives further support to the classical picture. Finally, it is shown by analysing the volume fraction of the educed enstrophy structures that there is a tendency for them to cluster around a larger structure or clusters of larger structures.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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)
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.
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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 découle