湍流手性:可逆系统的能量-螺度双约束系综  

Chiral turbulence:Equilibrium and non-equilibrium ensembles for time-reversible systems

作　　者：朱建州 ZHU Jian-Zhou(Su-Cheng Centre fo r Fundamental and Interdisciplinary Sciences,Nanjing 211316,China)

机构地区：[1]速诚基础与交叉科学研究中心,南京211316

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2020年第4期2-7,共6页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：田园学派基金(编号:27182818);国家自然科学基金(编号:11672102)资助项目。

摘　　要：研究基于修改Navier-Stokes方程而得到可逆守恒系统的湍流研究思路和理论.可压缩有螺绝对统计平衡系综计算结果显示,相比于无螺度情况,有螺度时的非线性作用更多地将能量分配到涡模态,由此三维可压缩湍流螺度紧固气体的图像得以展开讨论.利用螺旋分解技术,引入手性依赖的“黏性系数”,从而破除超定困难,构建了一个同时固定能量和螺度的非平衡系综的可逆系统.简要讨论螺控壁湍流力热声问题、与玻色-爱因斯坦凝聚/量子声学结果互证,日冕和太阳风中磁重联加热和加速等离子体的类比.Ideas and theories together with a new model,based on modifying the Navier-Stokes equation to obtain helical equilibrium and non-equilibrium time-reversible dynamical ensembles,of turbulence are presented.Discussion of controlling helicity to control the aeroacoustic noise and the aerodynamic force and heat follow the compressible turbulence relevant statistical mechanics analysis.Non-equilibrium dynamical ensembles with energy-helicity constraints are constructed by introducing chirality-dependent“viscosity”parameters.Applications in wall-bounded turbulence,mutual supports with Bose-Einstein condensates/quantum acoustics and the analogy with the plasma heating and acceleration in corona and solar wind are also remarked.

关 键 词：可压缩湍流 螺度 手性 统计拓扑流体力学 时间可逆系统 气动声学 螺控壁湍流 量子声学 

分 类 号：O357.5[理学—流体力学]