研究前沿：Nature Physics-湍流渦環
湍流很難控制。目前已經開發了許多實驗方法，用以産生這種難以捉摸的物質狀态，進而對其統計和結構特征以及其開始，有了基本的了解。然而，在所有情況下，實驗裝置的材料邊界，對了解湍流供給什麼，以及如何自由演化，提出了挑戰。
近日，美國 芝加哥大學（The University of Chicago）Takumi Matsuzawa，William T. M. Irvine等，在Nature Physics上發文，利用基本構件，即渦環，用以建構和控制湍流的受限狀态。
在靜止的環境中，創造了一個靜止的、孤立的湍流大尺度相關結構blob，僅由渦環引發和維持。還收集了其三維結構，起始，能量預算和可調性的全貌。進入的渦環，可以賦予守恒量，例如螺旋度，然後可控地轉移到湍流狀态。
這種一次一個渦流的方法，開啟了将湍流塑造為一種物質狀态的可能性，将湍流大尺度相關結構blob放置在目标位置，使其局部化，并最終得以利用。
圖1:基于渦環産生湍流及其對限制的阻力。
圖2:當八個渦環反複碰撞時，出現了兩個階段：相幹重聯和湍流的受限狀态。
圖3:在湍流大尺度相關結構blob中，湍流統計和能量平衡。
圖4:控制着從相幹重聯到湍流的轉變。
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本文譯自Nature。
