A cascata de energia na turbulência não homogênea não isotrópica em campo próximo

Realizamos medições de velocimetria de imagem de partículas (PIV) de vários termos da equação Kármán–Howarth–Monin não homogênea na região de turbulência gerada por grade mais inhomogênea e anisotrópica, a região de produção que se encontra entre a grade e o pico da intensidade da turbulência. Usamos uma grade fractal bem documentada que é conhecida por aumentar a extensão na direção do fluxo da região de produção e diminuir sua atividade turbulenta. Na linha central ao redor do centro dessa região, os termos de advecção e transporte de dois pontos são dominantes e a produção também é significativa. Portanto, é impossível aplicar os argumentos usuais de Kolmogorov baseados na equação Kármán–Howarth–Monin e nas considerações dimensionais resultantes para deduzir fluxo interescala e propriedades espectrais. As transferências de energia interescala nesse local revelam-se altamente anisotrópicas e consistem em uma cascata combinada para frente e para trás em direções diferentes, que, quando médias sobre direções, geram um fluxo de energia interescala que é negativo (daí cascata para frente em média) e não muito longe do linear em r, o módulo do vetor de separação r entre dois pontos. O espectro de energia do componente flutuante na direção do fluxo exibe uma lei de potência bem definida -5/3 em uma década, embora a direção do fluxo esteja em um pequeno ângulo em relação à direção da cascata inversa.