🔹 Titolo: A journey into the turbulent velocity gradient dynamics
🔹 Speaker: Maurizio Carbone (University of Bayreuth, Germania & Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, Göttingen, Germania)
🔹 Abstract: Le piccole scale dei flussi turbolenti meritano attenzione sia da un punto di vista teorico che pratico. Ad esempio, comprendono diverse caratteristiche turbolente, come cascate e intermittenza estrema, e svolgono un ruolo fondamentale nel modellare il raggruppamento e la formazione di caustiche nella dinamica di particelle portate dai flussi turbolenti. La domanda sorge spontanea: possiamo modellare quelle piccole scale senza ricorrere all’intera statistica del campo di velocità a molti punti.
Una strada per descrivere in modo completo la turbolenza su piccola scala risiede nei gradienti di velocità. In questo seminario esploreremo la modellizzazione delle loro affascinanti dinamiche, dai regimi con bassi numeri di Reynolds alla turbolenza pienamente sviluppata. Otterremo una visione analitica dell'insorgenza di caratteristiche specifiche della turbolenza, come l'asimmetria, l'intermittenza e gli allineamenti preferenziali a bassi numeri di Reynolds. Assisteremo ad una transizione verso una tipica configurazione turbolenta dei gradienti di velocità a numeri di Reynolds più alti e successivamente passeremo alla modellazione basata sui dati della turbolenza su piccola scala completamente sviluppata. L'approccio di modellizzazione proposto prevede l'approssimazione della funzione di densità di probabilità singola (PDF) dei gradienti di velocità attraverso la parametrizzazione analitica o metodi di apprendimento automatico. Basandosi su questo, formuleremo classi di sistemi dinamici progettati per replicare la PDF parametrizzata o appresa, e poi perfezioneremo le statistiche multi-tempo utilizzando alcuni termini di calibro rimanenti per le statistiche singole. Come applicazione correlata, mostreremo i risultati preliminari della simulazione numerica della combustione delle particelle di ferro sub-Kolmogorov in turbolenza. In questo contesto, l’interazione tra le particelle che si infiammano e i gradienti estremi di temperatura e velocità dà origine a una serie di fenomeni intriganti e tuttavia inesplorati.
