看似混乱的湍流在一连串较小的漩涡和漩涡中展开

2019-06-28 16:29:47 编辑：来源：

导读湍流可以在大大小小的地方找到，从爆炸的超新星和庞大的洋流，到在用激光轰击的微小聚变燃料电池内形成的不稳定等离子体。然而，罗切斯特大

湍流可以在大大小小的地方找到，从爆炸的超新星和庞大的洋流，到在用激光轰击的微小聚变燃料电池内形成的不稳定等离子体。

然而，罗切斯特大学的研究人员说，看似混乱的湍流在一连串较小的漩涡和漩涡中展开 - 然后在那些漩涡和漩涡中更小的漩涡和漩涡 - 出乎意料的事情发生了。

那些较小的漩涡和漩涡开始表现得非常相似。

“随着这个过程的展开，创造出这些越来越小的结构，它就会失去引发流入湍流状态的第一件事，”机械工程助理教授，物理评论发表论文的共同作者Hussein Aluie说。信件。“这种记忆的丧失使得那些小规模的结构表现得很普遍。”

因此，Aluie和主要作者Xin Bian，博士。他的实验室里的学生描述了一套新的守恒定律 -描述自然过程的基本定律 - 这是磁场内湍流特有的。

这导致了一组简化的方程式，可以应用于多个研究领域，包括：

恒星和星系的演化，以及物质在太空中的增加;

预测太阳风引起的地球周围的空间天气; 和

磁化衬垫惯性融合(MagLIF)，一种在实验室中实现受控融合的实验方法。

在本研究过程中，Bian和Aluie在劳伦斯伯克利国家实验室的国家能源研究科学计算中心(NERSC)的超级计算机上使用了超过16,000个计算核心和大约600万个CPU小时。

“模拟是同类中最大的模拟，”Aluie说。

研究人员还设计了一种新的分析方法来揭示湍流物体如何在不同尺度上相互“交流”。

“你可以在理论上使用它，你可以将它用于数值模拟，并将其应用于实验或甚至卫星的观测，”Aluie说。“它非常多才多艺。”

Aluie的实验室已经开始应用这种方法来研究漩涡和漩涡如何影响海洋中的大气环流模式，以及风和水之间的相互作用如何影响这些漩涡的演变。

“我们正在应用它来量化风力输入海洋的能量，”Aluie说。“我们开发的工具非常善于解开混乱和复杂的系统。”

标签：较小的漩涡

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