Stratified turbulence generated by internal gravity waves
Notice bibliographique
Résumé
We present numerical simulations of randomly forced internal gravity waves in a uniformly stratified Boussinesq fluid, and compare the resulting vertical wavenumber energy spectra with the saturation spectrum $E_z(k_z)\,{=}\,c\,N^2k_z^{-3}$ ( $N$ is the Brunt–Väisälä frequency) observed in the atmosphere and ocean. Overall, we have been unsuccessful at reproducing the observed spectrum in our simulations. Our spectra are shallower than $k_z^{-3}$ , although they steepen towards it with increasing stratification as long as wave breaking (in the form of static instability) is resolved. The spectral amplitude increases like $N^{1.1}$ rather than $N^2$ . For a single stratification, our spectrum agrees well with the saturation spectrum with $c\,{=}\,0.1$ , but only because it is spuriously steepened by insufficient resolution. We show that overturning occurs when the length scale $l_c\,{=}\,u_{rms}/N$ is larger than the dissipation scale, where $u_{rms}$ is the root mean square velocity. This scale must be at least three times larger than the dissipation scale for the energy spectrum to be independent of Reynolds number in our simulations. When this condition is not satisfied, the computed energy spectrum must be interpreted with caution. Finally, we show that for strong stratifications, the presence of vortical energy can have a dramatic effect on the spectrum of wave energy due to the efficiency of interactions between two waves and a vortical mode. Any explanation of the energy spectrum involving resonant interactions must take into account the effect of vortical motion.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».