Published November 24, 2016 | Version v1
Publication Open

Lagrangian statistics for Navier–Stokes turbulence under Fourier-mode reduction: fractal and homogeneous decimations

Creators

  • 1. University of Rome Tor Vergata
  • 2. KTH Royal Institute of Technology
  • 3. Stockholm University
  • 4. INFN Sezione di Lecce
  • 5. International Centre for Theoretical Sciences
  • 6. Tata Institute of Fundamental Research

Description

We study small-scale and high-frequency turbulent fluctuations in three-dimensional flows under Fourier-mode reduction. The Navier–Stokes equations are evolved on a restricted set of modes, obtained as a projection on a fractal or homogeneous Fourier set. We find a strong sensitivity (reduction) of the high-frequency variability of the Lagrangian velocity fluctuations on the degree of mode decimation, similarly to what is already reported for Eulerian statistics. This is quantified by a tendency towards a quasi-Gaussian statistics, i.e., to a reduction of intermittency, at all scales and frequencies. This can be attributed to a strong depletion of vortex filaments and of the vortex stretching mechanism. Nevertheless, we found that Eulerian and Lagrangian ensembles are still connected by a dimensional bridge-relation which is independent of the degree of Fourier-mode decimation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ندرس التقلبات المضطربة صغيرة النطاق وعالية التردد في التدفقات ثلاثية الأبعاد في ظل تقليل وضع فورييه. تتطور معادلات نافييه- ستوكس على مجموعة محدودة من الأوضاع، يتم الحصول عليها كإسقاط على مجموعة فورييه كسورية أو متجانسة. نجد حساسية قوية (تقليل) للتغير عالي التردد لتقلبات سرعة لاغرانج على درجة هلاك المنوال، على غرار ما تم الإبلاغ عنه بالفعل لإحصاءات يوليريان. يتم قياس هذا من خلال الميل نحو الإحصاءات شبه الغاوسية، أي إلى تقليل التقطع، على جميع المقاييس والترددات. يمكن أن يعزى ذلك إلى استنزاف قوي للخيوط الدوامية وآلية التمدد الدوامية. ومع ذلك، وجدنا أن مجموعات Eulerian و Lagrangian لا تزال مرتبطة بعلاقة جسرية ذات أبعاد مستقلة عن درجة هلاك وضع فورييه.

Translated Description (French)

Nous étudions les fluctuations turbulentes à petite échelle et à haute fréquence dans les écoulements tridimensionnels sous réduction en mode Fourier. Les équations de Navier–Stokes évoluent sur un ensemble restreint de modes, obtenus comme une projection sur un ensemble de Fourier fractal ou homogène. Nous trouvons une forte sensibilité (réduction) de la variabilité à haute fréquence des fluctuations de vitesse lagrangiennes sur le degré de décimation des modes, similaire à ce qui est déjà rapporté pour les statistiques eulériennes. Ceci est quantifié par une tendance à une statistique quasi gaussienne, c'est-à-dire à une réduction de l'intermittence, à toutes les échelles et fréquences. Cela peut être attribué à une forte déplétion des filaments vortex et du mécanisme d'étirement du vortex. Néanmoins, nous avons constaté que les ensembles eulériens et lagrangiens sont toujours reliés par une relation de pont dimensionnel qui est indépendante du degré de décimation en mode Fourier.

Translated Description (Spanish)

Estudiamos las fluctuaciones turbulentas a pequeña escala y de alta frecuencia en flujos tridimensionales con reducción en modo Fourier. Las ecuaciones de Navier–Stokes se desarrollan en un conjunto restringido de modos, obtenidos como una proyección en un conjunto fractal u homogéneo de Fourier. Encontramos una fuerte sensibilidad (reducción) de la variabilidad de alta frecuencia de las fluctuaciones de velocidad de Lagrange en el grado de decimación del modo, de manera similar a lo que ya se informa para las estadísticas eulerianas. Esto se cuantifica por una tendencia hacia una estadística cuasi gaussiana, es decir, a una reducción de la intermitencia, en todas las escalas y frecuencias. Esto se puede atribuir a un fuerte agotamiento de los filamentos del vórtice y del mecanismo de estiramiento del vórtice. Sin embargo, encontramos que los conjuntos eulerianos y lagrangianos todavía están conectados por una relación de puente dimensional que es independiente del grado de decimación en modo Fourier.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cabcce20caaeb30238707b0e815dcee4
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
إحصائيات لاغرانج لاضطراب نافييه ستوكس في ظل الحد من وضع فورييه: الأعداد العشرية الكسورية والمتجانسة
Translated title (French)
Statistiques lagrangiennes des turbulences de Navier–Stokes sous réduction en mode Fourier : décimations fractales et homogènes
Translated title (Spanish)
Estadísticas lagrangianas para la turbulencia de Navier–Stokes bajo la reducción en modo de Fourier: diezmados fractales y homogéneos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2549291376
DOI
10.1088/1367-2630/18/11/113047

Is supplement to
https://openalex.org/W2896054214 (Other)
https://openalex.org/W2394117909 (Other)
https://openalex.org/W2391311021 (Other)
https://openalex.org/W2389188284 (Other)
https://openalex.org/W2382240109 (Other)
https://openalex.org/W2368475191 (Other)
https://openalex.org/W2355197944 (Other)
https://openalex.org/W2354661593 (Other)
https://openalex.org/W2023813792 (Other)
https://openalex.org/W2017118246 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1494650101
  • https://openalex.org/W1607184854
  • https://openalex.org/W1738124305
  • https://openalex.org/W1760685649
  • https://openalex.org/W1967758385
  • https://openalex.org/W1969211629
  • https://openalex.org/W1972360876
  • https://openalex.org/W1983306050
  • https://openalex.org/W1986821947
  • https://openalex.org/W1987413560
  • https://openalex.org/W1989547433
  • https://openalex.org/W1996263495
  • https://openalex.org/W2014468209
  • https://openalex.org/W2022347677
  • https://openalex.org/W2029434535
  • https://openalex.org/W2031320474
  • https://openalex.org/W2036469921
  • https://openalex.org/W2036525612
  • https://openalex.org/W2037896057
  • https://openalex.org/W2057611273
  • https://openalex.org/W2063493266
  • https://openalex.org/W2063703342
  • https://openalex.org/W2064882198
  • https://openalex.org/W2089143620
  • https://openalex.org/W2091624922
  • https://openalex.org/W2111919421
  • https://openalex.org/W2114768182
  • https://openalex.org/W2129047843
  • https://openalex.org/W2130911611
  • https://openalex.org/W2140159754
  • https://openalex.org/W2155320852
  • https://openalex.org/W2160397609
  • https://openalex.org/W2238731530
  • https://openalex.org/W2312395622
  • https://openalex.org/W2342441632
  • https://openalex.org/W3098684441
  • https://openalex.org/W3099244134
  • https://openalex.org/W3102163364
  • https://openalex.org/W3105988125
  • https://openalex.org/W323536346