Sensitivity of stratified turbulence to the buoyancy Reynolds number
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this article we present direct numerical simulations of stratified flow at resolutions of up to $204{8}^{2} \times 513$ , to explore scalings for the dynamics of stably stratified turbulence. Recent work suggests that for strong enough stratification, the vertical integral scale of the turbulence adjusts to yield a vertical Froude number, ${F}_{v} $ , of order unity at high enough Reynolds number, whilst the horizontal Froude number, ${F}_{h} $ , decreases as stratification is increased. Our numerical simulations are consistent with predictions by Lindborg (J. Fluid Mech., vol. 550, 2006, pp, 207–242), and with numerical simulations at lower resolution, in that the horizontal kinetic energy spectrum follows a Kolmogorov spectrum (after replacing the wavenumber with the horizontal wavenumber) and that the horizontal potential energy spectrum similarly follows the Corrsin–Obukhov spectrum for a passive scalar. Most importantly, we build upon these previous results by thoroughly exploring the dependence of the horizontal spectrum of horizontal kinetic energy on both the stratification and the relative size of the vertical dissipation terms, as quantified by the buoyancy Reynolds number. Our most important result is that variations in the power-law exponent scale entirely with the buoyancy Reynolds number and not with the stratification itself, lending considerable support to the Lindborg (2006) hypothesis that horizontal spectra are independent of stratification at large Reynolds numbers. We further demonstrate that even at the large numerical resolution of this study, the spectrum and hence the dynamics are affected by the buoyancy Reynolds number unless it is larger than $O(10)$ , indicating that extreme care must be taken when assessing claims made from previous numerical simulations of stratified flow at low or moderate resolution and extrapolating the results to geophysical or astrophysical Reynolds numbers.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».