Una Perspectiva Geométrica sobre la Modulación de la Liberación de Energía Potencial por un Gradiente Lateral de Vorticidad Potencial
Autores: Bachman, Scott D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Una Perspectiva Geométrica sobre la Modulación de la Liberación de Energía Potencial por un Gradiente Lateral de Vorticidad Potencial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Energía
Inestabilidad baroclínica
Flujos de remolino
Vorticidad potencial
Gradiente
Tasa de crecimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La liberación de energía potencial disponible por la creciente inestabilidad baroclínica requiere que la pendiente de los flujos de remolino sea más suave que la de las superficies de densidad media, donde la cantidad de energía liberada depende tanto del ángulo del flujo como de la distancia de las excursiones de los paquetes de fluido contra el gradiente de densidad de fondo. Se sabe que la presencia de un gradiente de vorticidad potencial lateral (PV) afecta la tasa de crecimiento y la liberación de energía por inestabilidad baroclínica, pero a menudo hace que las matemáticas del análisis de estabilidad lineal formal sean intratables. Aquí se examinan los efectos de un gradiente de PV lateral sobre el crecimiento baroclínico considerando sus efectos sobre la pendiente de los flujos de remolino. Se muestra que el gradiente de PV desplaza sistemáticamente los modos inestables hacia números de onda más altos y crea un corte a la inestabilidad a grandes escalas, ambos factores que aumentan el ángulo del flujo de remolino y limitan la cantidad de energía liberada. Este efecto puede contribuir a la severa inhibición de la turbulencia baroclínica en sistemas dominados por chorros barotrópicos, haciéndolos menos propensos a transitar hacia regímenes de flujo dominados por turbulencia.
Descripción
La liberación de energía potencial disponible por la creciente inestabilidad baroclínica requiere que la pendiente de los flujos de remolino sea más suave que la de las superficies de densidad media, donde la cantidad de energía liberada depende tanto del ángulo del flujo como de la distancia de las excursiones de los paquetes de fluido contra el gradiente de densidad de fondo. Se sabe que la presencia de un gradiente de vorticidad potencial lateral (PV) afecta la tasa de crecimiento y la liberación de energía por inestabilidad baroclínica, pero a menudo hace que las matemáticas del análisis de estabilidad lineal formal sean intratables. Aquí se examinan los efectos de un gradiente de PV lateral sobre el crecimiento baroclínico considerando sus efectos sobre la pendiente de los flujos de remolino. Se muestra que el gradiente de PV desplaza sistemáticamente los modos inestables hacia números de onda más altos y crea un corte a la inestabilidad a grandes escalas, ambos factores que aumentan el ángulo del flujo de remolino y limitan la cantidad de energía liberada. Este efecto puede contribuir a la severa inhibición de la turbulencia baroclínica en sistemas dominados por chorros barotrópicos, haciéndolos menos propensos a transitar hacia regímenes de flujo dominados por turbulencia.