دراسة تجريبية للتدفق العكسي للطاقة ثنائية الأبعاد في صندوق مربع

تُقدَّم دراسة تجريبية كمية للتدفق العكسي للطاقة ثنائية الأبعاد. يتم دفع التدفق كهربائيًا في طبقة أفقية من الزئبق ويتم قمع الاضطرابات الثلاثية الأبعاد بواسطة مجال مغناطيسي موحد، بحيث يمكن تقريب التدفق بشكل جيد بواسطة معادلة نافير-ستوكس ثنائية الأبعاد مع مصطلح قوة ثابت وفرك خطي نتيجة لطبقة هارتمن. يتم إنتاج الاضطراب بواسطة عدم استقرار شبكة مربعة دورية من 36 دوامة متناوبة مدفوعة كهربائيًا. يتم تحديد التدفق العكسي عند المقاييس الكبيرة، إما بواسطة الفرك الخطي أو بواسطة الحجم المحدود للنطاق، اعتمادًا على المعايير التجريبية. في الحالة الأولى، يتم قياس طيف k^-5{3 والكتابة الكولموغوروف ثنائية الأبعاد المقابلة تتراوح بين 3-7. في الحالة الثانية، لوحظ تكاثف للطاقة المضطربة في الوضع الأدنى، مما يتناسب مع دوران عالمي متوسط تلقائي. وقد تنبأ كرايشنان (1967) بهذا النوع من التكاثف من خلال أفكار الديناميكا الحرارية الإحصائية، لكن دون كسر التناظر. تصبح التغيرات العشوائية في اتجاه الدوران، نتيجة للتقلبات المضطربة، أكثر ندرة كلما انخفض الفرك. التغيرات في الوضع الأدنى والمقاييس الصغيرة مستقلة إحصائيًا.