Investigation of the viscous reconnection phenomenon of two vortex tubes through spectral simulations
Notice bibliographique
Résumé
This paper aims to shed further light on the viscous reconnection phenomenon. To this end, we propose a robust and efficient method in order to quantify the degree of reconnection of two vortex tubes. This method is used to compare the evolutions of two simple initial vortex configurations: orthogonal and antiparallel. For the antiparallel configuration, the proposed method is compared with alternative estimators and it is found to improve accuracy since it can account properly for the formation of looping structures inside the domain. This observation being new, the physical mechanism for the formation of those looping structures is discussed. For the orthogonal configuration, we report results from simulations that were performed at a much higher vortex Reynolds number (ReΓ ≡ circulation/viscosity = 104) and finer resolution (N3 = 10243) than previously presented in the literature. The incompressible Navier-stokes equations are solved directly (Direct Numerical Simulation or DNS) using a Fourier pseudospectral algorithm with triply periodic boundary conditions. The associated zero-circulation constraint is circumvented by solving the governing equations in a proper rotating frame of reference. Using ideas similar to those behind our method to compute the degree of reconnection, we split the vorticity field into its reconnected and non-reconnected parts, which allows to create insightful visualizations of the evolving vortex topology. It also allows to detect regions in the vorticity field that are neither reconnected nor non-reconnected and thus must be associated to internal looping structures. Finally, the Reynolds number dependence of the reconnection time scale Trec is investigated in the range 500 ≤ ReΓ ≤ 10 000. For both initial configurations, the scaling is generally found to vary continuously as ReΓ is increased from Trec∼ReΓ−1 to Trec∼ReΓ−1/2, thus providing quantitative support for previous claims that the reconnection physics of two vortices should be similar regardless of their spatial arrangement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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.
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 tête enseignante, 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 ».