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Bätge, Tobias ; Wilczek, Michael:
Small-scale averaging coarse-grains passive scalar turbulence.
In: Physical Review Fluids.
Bd. 6
(2021)
.
- 064503.
ISSN 2469-990X
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.6.064503
Abstract
Scalar fields which are subject to turbulent mixing typically feature a broad range of scales. When focusing on the large-scale dynamics, it remains a question how to effectively parametrize the small scales. Here, we address this question within the framework of a stochastic, one-dimensional passive scalar model. We show that small-scale averaging, i.e., an ensemble average over small-scale velocity fluctuations, results in an effective diffusivity reminiscent of phenomenological eddy viscosity models, while reducing the effective Reynolds number of the advecting velocity field. Based on that, we establish a filtering procedure that exactly maps second-order statistics of the fully resolved passive scalar field to the one obtained by small-scale averaging. Using fully resolved simulations, we show that small-scale averaging also captures higher-order large-scale statistics of passive scalar fields.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Artikel in einer Zeitschrift |
|---|---|
| Begutachteter Beitrag: | Ja |
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik I > Lehrstuhl für Theoretische Physik I - Univ.-Prof. Dr. Michael Wilczek Profilfelder > Advanced Fields > Nichtlineare Dynamik Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik I Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields |
| Titel an der UBT entstanden: | Nein |
| Themengebiete aus DDC: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik |
| Eingestellt am: | 23 Feb 2022 12:59 |
| Letzte Änderung: | 22 Jan 2025 08:25 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/67587 |