｛讨论｝湍流级联的根源

isotropic

以下问题：
1.能量级联一定是逐级从大尺度到最小尺度进行传递的么？有否可能直接从最大尺度向最小尺度进行传递？
2.能量级联的数学和物理根源是什么？
3.backscatter产生的原因是什么？这个似乎从直观上很难理解。

lcw

流体的非线性

caiqd

这是一个非常大的问题，其本质已经触及到湍流最深层次，涉及到对湍流物理的基本认识。经典的Kolmogorov理论认为，湍流能量是从大尺度向小尺度传递的，最后在小尺度耗散掉。容易理解，小尺度受区域的几何形状的影响比较小，从而更有可能具有普适性。各种湍流模式的建立都是基于这种观点。然而，在直接数值模拟和关于模式的理论分析中，早就发现，不是这么一回事，因此，也就很难找到一种普适的模式理论。能量级串的本质是非线性效果，这是毫无疑问的，因为在线性系统中，不存在这种级串过程。在实验和直接数值模拟中，也早就发现了能量的逆级串效应，即能量会从小尺度传递到大尺度，在二维湍流中(一薄层流体，肥皂膜等系统)，这种所谓的逆级串效果更明显。能量传递到大尺度后，会使问题变得复杂，因为大尺度运动和流场的几何形状及其它宏观条件密切相关，积聚在大尺度的能量如何的耗散过程更不可能具有普适性。关于其产生愿意，可以向你推荐一篇最近的关于二维湍流逆级串的文章，早期的观点认为逆级串的原因是旋涡的合并(直观上似乎是这样，两个小涡合并成大涡，小尺度结构变成了大尺度)，但新的研究发现，旋涡合并所引起的能量传递只占总能量流的千分之一，说明能量的逆级串还有其它的来源，流场的剪切使得旋涡变形，这个效果更重要，关键是此过程在流场中处处在发生，而对于有大量旋涡的系统，参与合并的旋涡只占总旋涡数的百分之五左右。这是一个新观点，还没有被广泛接受，读一下相关的文献，自己判断吧。

flowermoon

关于二维湍流:
http://www.lasg.ac.cn/cgi-bin/forum/topic.cgi?forum=12&topic=180  

周华

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