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dc.contributor.author
Sujovolsky, Nicolás Eduardo
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dc.contributor.author
Mininni, Pablo Daniel
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dc.date.available
2021-11-08T10:37:27Z
dc.date.issued
2020-06
dc.identifier.citation
Sujovolsky, Nicolás Eduardo; Mininni, Pablo Daniel; From waves to convection and back again: The phase space of stably stratified turbulence; American Physical Society; Physical Review Fluids; 5; 6; 6-2020; 1-21
dc.identifier.issn
2469-990X
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/146204
dc.description.abstract
We show that the phase space of stratified turbulence mainly consists of two slow invariant manifolds with rich physics, embedded on a larger basin with fast evolution. A local invariant manifold in the vicinity of the fluid at equilibrium corresponds to waves, while a global invariant manifold corresponds to the onset of local convection. Using a reduced model derived from the Boussinesq equations, we propose that waves accumulate energy nonlinearly up to a point such that fluid elements escape from the local manifold and evolve fast to the global manifold, where kinetic energy can be more efficiently dissipated. After this, fluid elements return to the first manifold. As the stratification increases, the volume of the first manifold increases, and the second manifold becomes harder to access. This explains recent observations of enhanced intermittency and marginal instability in these flows. The reduced model also allows us to study structure formation, alignment of field gradients in the flow, and to identify balance relations that hold for each fluid element.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Physical Society
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
ATMOSPHERIC FLOWS
dc.subject
OCEANIC FLOWS
dc.subject
TURBULENCE
dc.subject
STRATIFICATION
dc.subject.classification
Física de los Fluidos y Plasma
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dc.subject.classification
Ciencias Físicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.title
From waves to convection and back again: The phase space of stably stratified turbulence
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2021-09-07T18:27:06Z
dc.journal.volume
5
dc.journal.number
6
dc.journal.pagination
1-21
dc.journal.pais
Estados Unidos
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dc.description.fil
Fil: Sujovolsky, Nicolás Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina
dc.description.fil
Fil: Mininni, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina
dc.journal.title
Physical Review Fluids
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevFluids.5.064802
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevFluids.5.064802
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