Калибровочно-инвариантный лагранжиан, определяемый n-точечной функцией плотности распределения вероятности поля вихря волновой оптической турбулентности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методы геометрии полей Янга–Миллса калибровочных преобразований применяются к нахождению инвариантного лагранжиана в расслоении конфигурационного \(2d\) пространства X турбулентного потока, определяемого \(n\)-точечной функцией плотности распределения вероятности \({{f}_{n}}\) (ФПРВ). Рассматривается двумерная волновая оптическая турбулентность в случае обратного каскада переноса энергии турбулентности при внешнем воздействии в виде белого гауссова шума и крупномасштабного трения. n-Точечная ФПРВ поля вихря удовлетворяет \({{f}_{n}}\)-уравнению из иерархии Ландгрена–Монина–Новикова (ЛМН), и найдены условия инвариантности уравнения при внешнем воздействии. Построен лагранжиан, инвариантный относительно подгруппы \(H \subset G\) – группы калибровочных преобразований в расслоении пространства X, и сохраняющиеся токи.

Об авторах

В. Н. Гребенёв

Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: vngrebenev@gmail.com
Россия, Новосибирск

А. Н. Гришков

Институт математики и статистики,
Университет Сан-Паулу

Автор, ответственный за переписку.
Email: grishkov@ime.usp.br
Бразилия, Сан-Паулу

Список литературы

  1. Гребенев В.Н., Гришков А.Н., Оберлак М. Симметрии уравнений Лангрена–Монина–Новикова для распределения вероятности поля вихря // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 508. № 1. С. 42–47.
  2. Гребенев В.Н., Гришков А.Н., Медведев С.Б., Федорук М.П. Гидродинамическое приближение для двумерной оптической турбулентности: симметрии статистических распределений // Квантовая электроника. 2022. Т. 52. № 11. С. 1023–1030.
  3. Grebenev V.N., Wacawczyk M., Oberlack M. Conformal invariance of the zero-vorticity Lagrangian path in 2D turbulence // J. Phys. A: Math. Theor. 2019. V. 50. P. 335501.
  4. Wacławczyk M., Grebenev V.N., Oberlack M. Conformal invariance of characteristic lines in a class of hydrodynamic models // Symmetry. 2020. V. 12. P. 1482.
  5. Wacławczyk M., Grebenev V.N., Oberlack M. Conformal invariance of the -point statistics of the zero-isolines of scalar fields in inverse turbulent cascades // Phys. Rev. Fluids. 2021. V. 6. P. 084610.
  6. Bustamante M., Nazarenko S.V. Derivation of the Biot-Savart equation from the nonlinear Schrödinger equation // Phys. Rev. E. 2015. V. 92. P. 052912.
  7. Panico R., Comaron P., Matuszewski M., Lanotte A.S., Trypogeorgos D., Gigli G., De Giorgi M., Ardizzone V., Sanvitto D., Ballarini D. // Onset of vortex clustering and inverse energy cascade in dissipative quantum fluids // arXiv:2205.02925 [cond-mat.quant-gas] 2022.
  8. Wan C., Cao Q., Chen J., Chong A., Zhan Q. Toroidal vortices of light // Nature Photonics. 2022. V. 16. P. 519–522.
  9. Polyakov A.M. The theory of turbulence in two dimensions // Nuclear Phys. B. 1993. V. 396. P. 367–385.
  10. Belavin A.A.,Polyakov A.M., Zamolodchikov A.A. Conformal field theory // Nuclear Phys. B. 1984. V. 241. P. 333–380.
  11. Madelung E. Quantentheorie in hydrodynamischer form // Zeitschrift für Physik. 1927. V. 40. P. 322–326 .
  12. Bortolozzo U., Laurie J., Nazarenko S., Residori S. Optical wave turbulence and the condensation of light // J. Optical Soc. America B. 2009. V. 26 (12). P. 2280–2284.
  13. Pitaevskii L. Vortex Lines in an imperfect Bose gas // Sov. Phys. JETP. 1961. V. 13 (2). P. 451–454.
  14. 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.
  15. Lychagin V.V. Contact geometry. Nonlinear PDEs, their geomtry, and applications. Tutor. Sch. Workshop Math. Sci., 3–52 Burkhäuser/Springer, Cham. 2019.
  16. Dubrovin B.A., Fomenko T.A., Novikov S.P. Modern Geometry–Methods and Applications. Pt. 1. B.: Springer-Verlag, 1984.
  17. Меграбов А.Г. Групповое расслоение и представление Лакса // ДАН. 2003. Т. 390. № 3. С. 325–329.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© В.Н. Гребенёв, А.Н. Гришков, 2023

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).