SYMMETRIES OF THE LUNDGREN–MONIN–NOVIKOV EQUATION FOR PROBABILITY OF THE VORTICITY FIELD DISTRIBUTION

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A.M. Polyakov suggested the programme to expand the symmetries admitted by hydrodynamic models to the conformal invariance of statistics in the inverse cascade where the conformal group is infinite-dimensional. In the present work, the group of transformations G of the \(n\)-point probability density function fn (PDF) is presented for the infinite chain of Lundgren–Monin–Novikov equations (the statistical form of the Euler equations) for vorticity fields of the two-dimensional inviscid flow. The problem is written in the Lagrangian setting. The main result is that the group G transforms conformally the zero-vorticity characteristics and invariantly a family of the fn-equations for PDF along these lines. The equations are not invariant along other characteristics. Moreover, the action of G conserves the class of PDF. The results obtained can be used for studying the invariance of statistical properties of the optical turbulence.

About the authors

V. N. Grebenev

Federal Research Center for Information and Computational Technologies

Author for correspondence.
Email: vngrebenev@gmail.com
Russia, Novosibirsk

A. N. Grishkov

Institute of Mathematics and Statistics, The University of Sao Paulo

Author for correspondence.
Email: grishkov@ime.usp.br
Brazil, Sao Paulo

M. Oberlack

Technical University of Darmstadt

Author for correspondence.
Email: oberlack@fdy.tu-darmstadt.de
Germany, Darmstadt

References

  1. Polyakov A.M. The theory of turbulence in two dimensions // Nuclear Phys. B. 1993. V. 396. N. 23. P. 367–385.
  2. Belavin A.A.,Polyakov A.M., Zamolodchikov A. A. Conformal field theory // Nuclear Phys. B. 1984. V. 241. P. 333–380.
  3. Bernard D., Boffetta G., Celani A., Falkovich G. Conformal invariance in two-dimensional turbulence // Nature Physics. 2006. V. 2. P. 124–128.
  4. Bernard D., Boffetta G., Celani A., Falkovich G. Inverse Turbulent Cascades and Conformally Invariant Curves // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 024501–504.
  5. Falkovich G. Conformal invariance in hydrodynamic turbulence // Russian Math. Surveys. 2007. V. 63. P. 497–510.
  6. Lundgren T.S. Distribution functions in the statistical theory of turbulence // Phys. Fluids. 1967. V. 10. P. 969–975.
  7. Monin A.S. Equations of turbulent motion // Prikl. Mat. Mekh. 1967. V. 31. P. 1057–1068.
  8. Novikov E.A. Kinetic equations for a vortex field // Sov. Phys. Dokl. V. 12. P. 1006-8.
  9. Grebenev V.N., Wacławczyk M., Oberlack M. Conformal invariance of the zero-vorticity Lagrangian path in 2D turbulence // J. Phys. A: Math. Theor. 2019. V. 50. P. 335501.
  10. Wacławczyk M., Grebenev V.N., Oberlack M. Conformal invariance of characteristic lines in a class of hydrodynamic models // Symmetry. 2020. V. 12. P. 1482.
  11. Wacławczyk M., Grebenev V.N., Oberlack M. Conformal invariance of the -point statistics of the zero-isolines of scalar fields in inverse turbulent cascades // Physical Review Fluids. 2021. V. 6. P. 084610.
  12. Friedrich R., Daitche A., Kamps O., Lülff J., Michel Voßkuhle M., Wilczek M. The Lundgren-Monin-Novikov hierarchy: Kinetic equations for turbulence // C.R. Physique. 2012. V. 13. P. 929–953.
  13. Madelung E. Quantentheorie in hydrodynamischer form // Zeitschrift für Physik. 1927. V. 40. P. 322–326.
  14. Bustamante M.D., Nazarenko S.V. Derivation of the Biot–Savart equation from the nonlinear Schrödinger equation // Phys. Rev. E. 2015. V. 92. P. 053019.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 В.Н. Гребенёв, А.Н. Гришков, М. Оберлак

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».