URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-8389-6
Titelangaben
    
  Buaria, Dhawal ; Lawson, John M. ; Wilczek, Michael:
Twisting vortex lines regularize Navier-Stokes turbulence.
  
    
    In: Science Advances.
      
      Bd. 10
      
      (2024)
       Heft  37
    .
    
     - eado1969.
    
ISSN 2375-2548
     
     DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1126/sciadv.ado1969
  
  
Volltext
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Angaben zu Projekten
| Projekttitel: | Offizieller Projekttitel Projekt-ID Open Access Publizieren Ohne Angabe | 
|---|
Abstract
Fluid flows are intrinsically characterized via the topology and dynamics of underlying vortex lines. Turbulence in common fluids like water and air, mathematically described by the incompressible Navier-Stokes equations (INSE), engenders spontaneous self-stretching and twisting of vortex lines, generating a complex hierarchy of structures. While the INSE are routinely used to describe turbulence, their regularity remains unproven; the implicit assumption being that the self-stretching is ultimately regularized by viscosity, preventing any singularities. Here, we uncover an inviscid regularizing mechanism stemming from self-stretching itself, by analyzing the flow topology as perceived by an observer aligned with the vorticity vector undergoing amplification. While, initially, vorticity amplification occurs via increasing twisting of vortex lines, a regularizing anti-twist spontaneously emerges to prevent unbounded growth. By isolating a vortex, we additionally demonstrate the genericity of this self-regularizing anti-twist. Our work, directly linking dynamics of vortices to turbulence statistics, reveals how the Navier-Stokes dynamics avoids the development of singularities even without the aid of viscosity. Analysis of how vortex lines twist in turbulent flows identifies the physical mechanism underpinning Navier-Stokes regularity.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Artikel in einer Zeitschrift | 
|---|---|
| Themengebiete aus DDC: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik | 
| 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 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 | 
| Sprache: | Englisch | 
| Titel an der UBT entstanden: | Ja | 
| URN: | urn:nbn:de:bvb:703-epub-8389-6 | 
| Eingestellt am: | 02 Apr 2025 05:52 | 
| Letzte Änderung: | 02 Apr 2025 05:53 | 
| URI: | https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/8389 | 
 
        
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