회전하는 유체의 스케일이 큰 요동의 비선형적 생성에 관한 연구

Abstract

외부에서 비등방적으로 구동하는 회전 유체에 존재하는 큰 스케일의 요동의 비선형적인 안정성을 재규격화 군론을 사용하여 탐구하였다. 띠흐름(zonal flows)과 같은 큰 스케일의 흐름은 행성의 대기, 해양, 나선 은하계 그리고 자화된 플라즈마에서 관찰되고 있다. 스케일이 큰 흐름의 생성과 그것의 층밀림이 야기하는 난류 세기의 감소/소멸은 중요한 물리적인 주제이다. 최근의 연구 결과에 따르면 비등방성의 스펙트럼을 가지는 작은 스케일의 요동들 사이의 상호작용에 의해서 큰 스케일의 요동이 생성되거나 소멸될 수 있다. 본 연구에서는 이차원의 유체에 Rossby 파동 항을 가미한 모델을 기본으로 하여 외부에서 비등방적인 Gauss 잡음으로 구동하는 경우에 가장 낮은 차수에서 재규격화된 점성을 계산한다. 그 결과, 등방적인 점성이 양의 부호를 가지는 데 반하여 비등방적인 점성은 구동의 비등방적인 세기에 따라 음의 부호를 가질 수도 있음을 알 수 있으며 이것은 요동이 자라는 것을 의미한다.