Kraichnan–Leith–Batchelor similarity theory and two-dimensional inverse cascades
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We study the scaling properties and Kraichnan–Leith–Batchelor (KLB) theory of forced inverse cascades in generalized two-dimensional (2D) fluids ( ${\it\alpha}$ -turbulence models) simulated at resolution $8192^{2}$ . We consider ${\it\alpha}=1$ (surface quasigeostrophic flow), ${\it\alpha}=2$ (2D Euler flow) and ${\it\alpha}=3$ . The forcing scale is well resolved, a direct cascade is present and there is no large-scale dissipation. Coherent vortices spanning a range of sizes, most larger than the forcing scale, are present for both ${\it\alpha}=1$ and ${\it\alpha}=2$ . The active scalar field for ${\it\alpha}=3$ contains comparatively few and small vortices. The energy spectral slopes in the inverse cascade are steeper than the KLB prediction $-(7-{\it\alpha})/3$ in all three systems. Since we stop the simulations well before the cascades have reached the domain scale, vortex formation and spectral steepening are not due to condensation effects; nor are they caused by large-scale dissipation, which is absent. One- and two-point p.d.f.s, hyperflatness factors and structure functions indicate that the inverse cascades are intermittent and non-Gaussian over much of the inertial range for ${\it\alpha}=1$ and ${\it\alpha}=2$ , while the ${\it\alpha}=3$ inverse cascade is much closer to Gaussian and non-intermittent. For ${\it\alpha}=3$ the steep spectrum is close to that associated with enstrophy equipartition. Continuous wavelet analysis shows approximate KLB scaling $\mathscr{E}(k)\propto k^{-2}~({\it\alpha}=1)$ and $\mathscr{E}(k)\propto k^{-5/3}~({\it\alpha}=2)$ in the interstitial regions between the coherent vortices. Our results demonstrate that coherent vortex formation ( ${\it\alpha}=1$ and ${\it\alpha}=2$ ) and non-realizability ( ${\it\alpha}=3$ ) cause 2D inverse cascades to deviate from the KLB predictions, but that the flow between the vortices exhibits KLB scaling and non-intermittent statistics for ${\it\alpha}=1$ and ${\it\alpha}=2$ .
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 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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».