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Large-Scale Pattern Formation in the Presence of Small-Scale Random Advection

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Ibbeken, Gregor ; Green, Gerrit ; Wilczek, Michael:
Large-Scale Pattern Formation in the Presence of Small-Scale Random Advection.
In: Physical Review Letters. Bd. 123 (2019) Heft 11 . - No. 114501.
ISSN 1079-7114
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.114501

Abstract

Despite the presence of strong fluctuations, many turbulent systems such as Rayleigh-Benard convection and Taylor-Couette flow display self-organized large-scale flow patterns. How do small-scale turbulent fluctuations impact the emergence and stability of such large-scale flow patterns? Here, we approach this question conceptually by investigating a class of pattern forming systems in the presence of random advection by a Kraichnan-Kazantsev velocity field. Combining tools from pattern formation with statistical theory and simulations, we show that random advection shifts the onset and the wave number of emergent patterns. As a simple model for pattern formation in convection, the effects are demonstrated with a generalized Swift-Hohenberg equation including random advection. We also discuss the implications of our results for the large-scale flow of turbulent Rayleigh-Benard convection.

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: 24 Feb 2022 10:27
Letzte Änderung: 24 Feb 2022 10:27
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/67620