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Conformal Invariance of Characteristic Lines in a Class of Hydrodynamic Models

Wacławczyk, Marta ; Grebenev, Vladimir N. ; Oberlack, Martin (2023)
Conformal Invariance of Characteristic Lines in a Class of Hydrodynamic Models.
In: Symmetry, 2020, 12 (9)
doi: 10.26083/tuprints-00015966
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

This paper addresses the problem of the existence of conformal invariance in a class of hydrodynamic models. For this we analyse an underlying transport equation for the one-point probability density function, subject to zero-scalar constraint. We account for the presence of non-zero viscosity and large-scale friction. It is shown analytically, that zero-scalar characteristics of this equation are invariant under conformal transformations in the presence of large-scale friction. However, the non-zero molecular diffusivity breaks the conformal group (CG). This connects our study with previous observations where CG invariance of zero-vorticity isolines of the 2D Navier–Stokes equation was analysed numerically and confirmed only for large scales in the inverse energy cascade. In this paper, an example of CG is analysed and possible interpretations of the analytical results are discussed.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Wacławczyk, Marta ; Grebenev, Vladimir N. ; Oberlack, Martin
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Conformal Invariance of Characteristic Lines in a Class of Hydrodynamic Models
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 4 Dezember 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2020
Ort der Erstveröffentlichung: Basel
Verlag: MDPI
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Symmetry
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 12
(Heft-)Nummer: 9
Kollation: 19 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00015966
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/15966
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

This paper addresses the problem of the existence of conformal invariance in a class of hydrodynamic models. For this we analyse an underlying transport equation for the one-point probability density function, subject to zero-scalar constraint. We account for the presence of non-zero viscosity and large-scale friction. It is shown analytically, that zero-scalar characteristics of this equation are invariant under conformal transformations in the presence of large-scale friction. However, the non-zero molecular diffusivity breaks the conformal group (CG). This connects our study with previous observations where CG invariance of zero-vorticity isolines of the 2D Navier–Stokes equation was analysed numerically and confirmed only for large scales in the inverse energy cascade. In this paper, an example of CG is analysed and possible interpretations of the analytical results are discussed.

Freie Schlagworte: conformal symmetry, Lundgren–Monin–Novikov equations, method of characteristics
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-159660
Zusätzliche Informationen:

This article belongs to the Special Issue Symmetry in Fluid Flow

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Strömungsdynamik (fdy)
Exzellenzinitiative
Exzellenzinitiative > Graduiertenschulen
Exzellenzinitiative > Graduiertenschulen > Graduate School of Computational Engineering (CE)
Hinterlegungsdatum: 04 Dez 2023 10:18
Letzte Änderung: 05 Dez 2023 08:11
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