MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798265401762
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32315841
■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech75183
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a551.55
■1001  ▼aZhigunov,  Dmitriy.
■24510▼aExact  Coherent  Structures  and  Non-Universality  in  the  Direct  Cascade  in  Two-Dimensional  Turbulence
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a125  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Grigoriev,  Roman.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2024.
■520    ▼aTurbulence  is  the  most  important  problem  in  physics  and  applied  mathematics,  with  applications  ranging  from  astrophysics,  to  engineering,  to  plumbing,  and  more.  Turbulent  flows  are  often  characterized  by  the  presence  of  various  cascades,  which  transport  various  quantities  across  length  scales.  This  dissertation  focuses  on  turbulence  confined  in  two-dimensions,  which  has  two  cascades:  an  inverse  (energy)  cascade  that  moves  energy  towards  increasingly  larger  scales,  and  a  direct  (enstrophy)  cascade  that  moves  the  enstrophy  towards  smaller  scales.The  energy  cascade  leads  to  the  formation  of  large-scale  vortices,  which  often  take  up  the  largest  length  allowed  by  the  domain.  The  first  part  of  this  dissertation  flows  focuses  on  the  dynamics  of  these  large  scale  vortices,  where  we  find  that  these  vortices  behave  for  substantial  time  intervals  like  specific  solutions  of  the  Euler  equation.  These  solutions  are  in  many  ways  analogous  to  recurrent  solutions  of  the  Navier-Stokes  equation  which  are  often  referred  to  as  exact  coherent  structures.  On  the  other  hand,  these  solutions  have  a  number  of  properties  which  distinguish  them  from  their  Navier-Stokes  counterparts,  such  as  the  fact  that  they  exist  in  continuous,  multiparameter  families.At  the  same  time,  the  classical  theory  of  the  direct  cascade  by  Kraichnan,  Leith,  and  Batchelor  fails  to  predict  the  proper  scaling  of  the  enstrophy  spectrum  found  in  numerical  simulations  and  experiments.  This  discrepancy  is  often  attributed  to  the  presence  of  largecoherent  vortices.  We  will  provide  a  physically  interpretable  mechanism  for  the  direct  cascade  that  recovers  KLB  predictions  in  the  absence  of  large-scale  vortices,  but  leads  to  deviations  in  their  presence.  Finally,  we  return  directly  to  the  large-scale  dynamics  we  explain  in  the  first  section,  and  investigate  exactly  how  properties  of  the  large-scale  flow  affect  the  scaling  of  the  enstrophy  spectrum.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aHurricanes
■650  4▼aViscosity
■650  4▼aOcean  currents
■650  4▼aVortices
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■650  4▼aNavier-Stokes  equations
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■650  4▼aEnergy
■650  4▼aReynolds  number
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■650  4▼aMathematics
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■650  4▼aPhysical  oceanography
■690    ▼a0791
■690    ▼a0204
■690    ▼a0405
■690    ▼a0557
■690    ▼a0415
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360602▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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