<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="brief-report">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2023.1201043</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Perspective</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Invariant forms and control dimensional parameters in complexity quantification</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>Snezhana I.</given-names></name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1069390/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Department of Mathematics and Statistics, The University of Western Australia</institution>, <addr-line>Perth, WA</addr-line>, <country>Australia</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Axel Hutt, Inria Nancy - Grand-Est Research Centre, France</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: James Glimm, Stony Brook University, United States</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Snezhana I. Abarzhi <email>snezhana.abarzhi&#x00040;gmail.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>15</day>
<month>06</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>1201043</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>13</day>
<month>04</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>29</day>
<month>05</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2023 Abarzhi.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Abarzhi</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license> </permissions>
<abstract>
<p>Non-equilibrium dynamics is omnipresent in nature and technology and can exhibit symmetries and order. In idealistic systems this universality is well-captured by traditional models of dynamical systems. Realistic processes are often more complex. This work considers two paradigmatic complexities&#x02014;canonical Kolmogorov turbulence and interfacial Rayleigh-Taylor mixing. We employ symmetries and invariant forms to assess very different properties and characteristics of these processes. We inter-link, for the first time, to our knowledge, the scaling laws and spectral shapes of Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor mixing. We reveal the decisive role of the control dimensional parameters in their respective dynamics. We find that the invariant forms and the control parameters provide the key insights into the attributes of the non-equilibrium dynamics, thus expanding the range of applicability of dynamical systems well-beyond traditional frameworks.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>fluid instabilities</kwd>
<kwd>interfacial mixing</kwd>
<kwd>self-similarity</kwd>
<kwd>symmetry</kwd>
<kwd>invariant forms</kwd>
<kwd>dynamical systems</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="0"/>
<table-count count="0"/>
<equation-count count="22"/>
<ref-count count="79"/>
<page-count count="8"/>
<word-count count="5790"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Dynamical Systems</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>Non-equilibrium dynamics governs a broad range of processes in nature and technology and is a challenge to study in theory, experiments and simulations. An important aspect advanced our understanding of this complexity is symmetries of the dynamics. For instance, systems with pattern formations&#x02014;a subject of active research in the field of dynamical systems&#x02014;are well-described by universal theoretical models, such as the complex Ginzburg-Landau equation and the non-linear Schr&#x000F6;dinger equation [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
<p>Realistic processes are often more complicated than idealistic systems studied within the traditional framework. Yet, they are observed to exhibit symmetries, universality and order. Their non-equilibrium dynamics is eligible to the first principle consideration, and can be investigated on the basis of group theory and representation theory. A critical aspect is the link of the theoretical attributes of the non-equilibrium dynamics&#x02014;the symmetry groups and the invariant forms&#x02014;to the dimensional parameters that can control the physical process, and to the observable quantities that can be diagnosed in experiments [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>In this work we consider two paradigmatic complexities&#x02014;the classical fluid dynamics problems of canonical Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor interfacial mixing. These non-equilibrium processes have very different physical properties, symmetries and characteristics. We employ the invariant forms of these processes to inter-link their scaling laws and spectral shapes and to reveal the role of the control dimensional parameters in their respective dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>].</p>
<p>Turbulence and Rayleigh-Taylor mixing are inherent to a broad range of phenomena having considerable scientific and technological importance. Examples include supernovae, solar flares, climate change, plasma fusion, nanofabrication, and purification of water [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>]. Turbulence is a state of a dissipative system and it decays unless it is driven by an external energy source. Canonical turbulence is self-similar, isotropic and homogeneous, with a non-dissipative energy transport between the scales. It is a stochastic process with strong fluctuations that may fully blackout deterministic conditions. For as much as turbulence is considered to be the last unsolved problem of the classical physics, Rayleigh-Taylor mixing is its more complex counterpart [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>Rayleigh-Taylor instability develops at the interface between two fluids of different densities accelerated against their density gradient, and it is driven by the acceleration. The amplitude of the interface perturbation grows quickly, and the interface is transformed to a composition of small-scale shear driven vortical structures and a large-scale coherent structure. The scale interaction enhances with time, and the flow transitions to the final stage of intensive interfacial mixing of the fluids. Rayleigh-Taylor mixing is self-similar, like Kolmogorov turbulence, and it is anisotropic, heterogeneous, and sensitive to deterministic conditions, contrary to canonical turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B58">58</xref>].</p>
<p>Turbulence and Rayleigh-Taylor mixing are a subject of active research in contemporary science, mathematics and engineering. In-depth understanding of their fundamental properties is achieved over the recent decades. The following aspects are certain now: Turbulence is a super-diffusive stochastic process challenging to implement in practice. Realistic turbulent processes often exhibit anomalous scaling. Properties of self-similar interfacial Rayleigh-Taylor mixing depart from those of canonical turbulence, including scaling laws, spectral shapes, and sensitivity to deterministic conditions [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B58">58</xref>].</p>
<p>According to the classical approaches, in canonical turbulence, the velocity scales with length as a power-law with an exponent (1/3) and the wave-vector spectrum has the scaling exponent (&#x02212;5/3). The group theory approach finds that in Rayleigh-Taylor mixing with constant acceleration the velocity scales with length as a power-law with an exponent (1/2) and the wave-vector spectrum has the scaling exponent (&#x02212;2). When compared to canonical turbulence, Rayleigh-Taylor mixing has stronger correlations and steeper spectra, and can keep order and sense deterministic conditions even at high Reynolds numbers. The group theory results are consistent with, and explain, experiments on Rayleigh-Taylor mixing in fluids and plasmas. The order in Rayleigh-Taylor mixing is similar in spirit to laminarization of strongly accelerated turbulent flows, including flows in boundary layers and curved pipes [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B60">60</xref>].</p>
<p>The canonical approaches for Kolmogorov turbulence and the group theory approach for Rayleigh-Taylor mixing are both based on the analysis of symmetries of these processes, including scaling transformations. Questions thus appear: (1) What is the influence of scaling symmetries and invariant forms on theoretical attributes of the non-equilibrium dynamics? (2) Can the properties of very different processes&#x02014;canonical turbulence and Rayleigh-Taylor mixing&#x02014;be linked to one another? (3) What is the role of the control dimensional parameters in their respective dynamics? [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
<p>The three questions motivate and frame our investigation. We handle mathematical challenges of Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor mixing by employing elegant physical concepts. We reveal that these paradigmatic complexities have lucid theoretical representations. We capture the decisive role of the control dimensional parameters in their non-equilibrium dynamics. Our results chart perspectives for future research and expand the range of non-equilibrium processes accessible for analysis, including group theory, representation theory and dynamical systems methodologies.</p></sec>
<sec id="s2">
<title>2. Conservation laws, symmetries and invariant forms</title>
<sec>
<title>2.1. Governing equations</title>
<p>As in any physical process [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], a dynamics of an ideal fluid is governed by the conservation of mass, momentum and energy represented in continuous approximation in an inertial frame of reference as</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M1"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here the spatial coordinates and time are (<italic>x</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>t</italic>) &#x0003D; (<italic>x, y, z, t</italic>); the fields of density, velocity, pressure and energy density are (&#x003C1;, <bold>v</bold>, <italic>P, E</italic>), with <italic>E</italic> &#x0003D; &#x003C1;(<italic>e</italic>&#x0002B;<bold>v</bold><sup>2</sup>/2) and the specific internal energy <italic>e</italic>. The closure equation of state related the internal energy and pressure, with constant (<italic>P</italic>/&#x003C1;<italic>e</italic>). In the presence of kinematic viscosity &#x003BD; the momentum equation is augmented with the term <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the energy equation is also modified [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>For canonical Kolmogorov turbulence, the density field is uniform, &#x003C1; &#x0003D; &#x003C1;<sub>0</sub>, the dynamics is the density independent, and the process is driven by an external source supplying energy at a constant rate per unit mass <italic>E</italic><sub>0</sub>. This specific power <italic>E</italic><sub>0</sub>, with the dimension m<sup>2</sup>s<sup>-3</sup>, is the control parameter of the self-similar, isotropic and homogeneous turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>].</p>
<p>For Rayleigh-Taylor dynamics, the equations in the bulk are augmented with the boundary conditions at the interface and at the outside boundaries, so that the normal (tangential) component of velocity and pressure (enthalpy) are continuous (discontinuous) at the interface, and there are no external sources.</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M4"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x0230A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>n</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02207;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x0230B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>v&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x003C4;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;v</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here the jump of a quantity at the interface is [&#x02026;]; the normal and tangential unit vectors of the interface are <bold>n</bold>, <bold>&#x003C4;</bold> with <bold>n</bold> &#x0003D; &#x02207;&#x003B8;/|&#x02207;&#x003B8;|, (<bold>n</bold>&#x000B7;<bold>&#x003C4;</bold>) &#x0003D; 0, and the function &#x003B8;(<italic>x, y, z, t</italic>) is &#x003B8; &#x0003D; 0 at the interface and is &#x003B8;&#x0003E;0 (&#x0003C; 0) in the light (heavy) fluid sub-domain. The initial conditions prescribe the perturbations of the interface and the flow fields at some instance of time. The dynamics is specific and is driven by balance per unit mass, as follows from the independence of the boundary condition for the normal velocity from the fluid density.</p>
<p>Rayleigh-Taylor dynamics is driven by the acceleration <bold>g</bold>, <bold>g</bold> &#x0003D; (0, 0, &#x02212;<italic>g</italic>), <italic>g</italic> &#x0003D; |<bold>g</bold>|. It is due to a body force, is directed from the heavy to the light fluid, and modifies the pressure field as <italic>P</italic>&#x02192;<italic>P</italic>&#x02212;&#x003C1;<italic>gz</italic>. For constant acceleration, <italic>g</italic> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>0</sub>, in the mixing regime the length scale in the acceleration direction (i.e., the amplitude of the interface perturbation) increases quadratic with time <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. The acceleration strength <italic>g</italic><sub>0</sub>, with the dimension ms<sup>-2</sup>, is the control parameter of the self-similar, anisotropic and heterogeneous Rayleigh-Taylor mixing [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B61">61</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2. Symmetries and invariant forms</title>
<p>Symmetries of isotropic homogeneous turbulence include Galilean transformations, translations in space and time and spatial rotations and reflections. Self-similar canonical turbulence is also invariant under the scaling transformation of the length, <italic>L</italic>&#x02192;<italic>LK</italic>, velocity <italic>v</italic>&#x02192;<italic>vK</italic><sup><italic>n</italic></sup>, and time, <italic>t</italic>&#x02192;<italic>tK</italic><sup>1&#x02212;<italic>n</italic></sup>, where <italic>n</italic> is an exponent and <italic>K</italic>&#x0003E;0 is a constant. In the governing equations in the limit of vanishing viscosity, &#x003BD;/<italic>vL</italic> &#x02192; 0, conditional on &#x003BD; &#x02192; &#x003BD;<italic>K</italic><sup>1&#x0002B;<italic>n</italic></sup>, the exponent of the scaling transformation is <italic>n</italic> &#x0003D; 1/3. Its invariant form is the rate of energy dissipation, <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, with &#x003B5;&#x0007E;<italic>v</italic><sup>3</sup>/<italic>L</italic> and &#x003B5; &#x02192; &#x003B5;<italic>K</italic><sup>3<italic>n</italic>&#x02212;1</sup>. The energy dissipation rate and the energy power are similar quantities, &#x003B5;&#x0007E;&#x003F5;<sub>0</sub> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>]:</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M8"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Symmetries of non-inertial RT mixing include translations, rotations and reflections in the plane normal to the acceleration. Self-similar Rayleigh-Taylor mixing is also invariant with respect to the scaling transformation, <italic>L</italic>&#x02192;<italic>LK</italic>, <italic>v</italic>&#x02192;<italic>vK</italic><sup><italic>n</italic></sup>, , conditional on <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. In the governing equations in the limit of vanishing viscosity, &#x003BD;/<italic>vL</italic> &#x02192; 0, with &#x003BD; &#x02192; &#x003BD;<italic>K</italic><sup>1&#x0002B;<italic>n</italic></sup>, the exponent of the scaling transformation is <italic>n</italic> &#x0003D; 1/2. Its invariant form is (the component of) the rate of loss of specific momentum &#x003BC; in the acceleration direction, with &#x003BC;&#x0007E; <italic>v</italic><sup>2</sup>/<italic>L</italic> and &#x003BC; &#x02192; &#x003BC;<italic>K</italic><sup>2<italic>n</italic>&#x02212;1</sup>, where the vector of the rate of momentum loss is <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The rate of momentum loss and the acceleration strength are similar quantities, &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub>. In RT mixing the rate of energy dissipation is scale-dependent, with <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> at time <italic>t</italic> and <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> at length <italic>L</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>]:</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Distinct symmetries and invariant forms lead to substantial departures of properties of self-similar Rayleigh-Taylor mixing from those of Kolmogorov turbulence, including their scaling laws, spectral shapes, correlations and fluctuations [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>].</p>
<p>The properties of Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor mixing are identified by the classical approaches and by the group theory approach, respectively, through analyzing symmetries and scaling transformations. We need to clarify whether the group theory approach and the classical approaches are consistent with one another, whether the distinctions in properties of Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor mixing are fully captured by their invariant forms, and whether the characteristics of these processes depend on their control dimensional parameters [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p></sec></sec>
<sec id="s3">
<title>3. Interlink of Kolmogorov turbulence and Rayleigh-Taylor mixing</title>
<p>This section directly links the properties of Rayleigh-Taylor mixing and canonical turbulence, demonstrates the full consistency of their theoretical descriptions, and reveals the prominent role of the control dimensional parameters in physics of these processes.</p>
<sec>
<title>3.1. Velocity scaling</title>
<p>Consider the velocity scaling law, with <italic>v</italic> (<italic>v</italic><sub><italic>l</italic></sub>) being the velocity scale at the length scale <italic>L</italic> (<italic>l</italic>).</p>
<p>In canonical turbulence, the energy dissipation rate is &#x003B5;&#x0007E; <italic>v</italic><sup>3</sup>/<italic>L</italic> with &#x003C5; &#x0007E; (&#x003B5;<italic>L</italic>)<sup>1/3</sup> at the length scale <italic>L</italic>, and it is <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:math></inline-formula> with <italic>v</italic><sub><italic>l</italic></sub> <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> at the length scale <italic>l</italic>. The invariance of the rate of energy dissipation, &#x003B5; &#x0003D; &#x003B5;<sub><italic>l</italic></sub> with &#x003B5;&#x0007E; &#x003F5;<sub>0</sub>, leads to the velocity scaling law <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>In Rayleigh-Taylor mixing, the rate of energy dissipation is scale-dependent, with &#x003B5;&#x0007E; <italic>v</italic><sup>3</sup>/<italic>L</italic>&#x0007E; &#x003BC;<sup>3/2</sup><italic>L</italic><sup>1/2</sup> and with <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, where the rate of momentum loss is &#x003BC;&#x0007E; <italic>v</italic><sup>2</sup>/<italic>L</italic> at the length scales <italic>L</italic> and it is <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:math></inline-formula> at the length scale <italic>l</italic>. The rate of momentum loss is an invariant quantity, &#x003BC; &#x0003D; &#x003BC;<sub><italic>l</italic></sub> with &#x003BC; &#x0003D; <italic>g</italic><sub>0</sub>, leading to the velocity scaling law <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
<p>We directly link the velocity scaling laws in canonical turbulence and Rayleigh-Taylor mixing as:</p>
<disp-formula id="E5"><label>(5)</label><mml:math id="M20"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This reveals that the velocity scaling laws in Rayleigh-Taylor mixing and in Kolmogorov turbulence are consistent with each other. Due to their distinct invariant forms&#x02014;&#x003BC; and &#x003B5; &#x02013; the velocity correlations are stronger in Rayleigh-Taylor mixing than in Kolmogorov turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>3.2. Reynolds number scaling and viscous scale</title>
<p>Consider the Reynolds number scaling and the viscous scale [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
<p>The Reynolds number is Re &#x0003D; <italic>vL</italic>/&#x003BD; at the length scale <italic>L</italic>, and the Reynolds number is Re<sub><italic>l</italic></sub> &#x0003D; <italic>v</italic><sub><italic>l</italic></sub><italic>l</italic>/&#x003BD; at the length scale <italic>l</italic>. Since <italic>v</italic>&#x0007E; (&#x003B5;<italic>L</italic>)<sup>1/3</sup> and <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, we obtain Re&#x0007E; &#x003B5;<sup>1/3</sup><italic>L</italic><sup>4/3</sup>/&#x003BD; and <inline-formula><mml:math id="M22"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. For the viscous length scale <italic>l</italic>&#x0007E; <italic>l</italic><sub>&#x003BD;</sub>, the local Reynolds number is Re<sub><italic>l</italic></sub>&#x0007E; 1 [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>In canonical turbulence, the invariance of the energy dissipation rate, &#x003B5; &#x0003D; &#x003B5;<sub><italic>l</italic></sub> with &#x003B5;&#x0007E; &#x003F5;<sub>0</sub>, leads to the scaling law for the Reynolds number <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and determines the viscous scale <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>In Rayleigh-Taylor mixing, with account for the scale-dependence of the energy dissipation rates &#x003B5;&#x0007E; &#x003BC;<sup>3/2</sup><italic>L</italic><sup>1/2</sup> and <inline-formula><mml:math id="M25"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, we obtain <italic>Re</italic> &#x0007E; &#x003BC;<sup>1/2</sup><italic>L</italic><sup>3/2</sup>/<italic>v</italic> and <inline-formula><mml:math id="M26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The invariance of the rate of momentum loss, &#x003BC; &#x0003D; &#x003BC;<sub><italic>l</italic></sub> with &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub>, leads to the Reynolds number scaling <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and the viscous scale <inline-formula><mml:math id="M28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
<p>We directly link these quantities in canonical turbulence and in Rayleigh-Taylor mixing as:</p>
<disp-formula id="E6"><label>(6)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This reveals that the Reynolds number scaling and the viscous scale in Rayleigh-Taylor mixing are consistent with those in Kolmogorov turbulence. Due to their distinct invariant forms&#x02014;&#x003BC; and &#x003B5; , respectively&#x02014;the Reynolds number scaling is steeper in Rayleigh-Taylor mixing than in canonical turbulence, whereas the viscous scale is set by the acceleration <italic>g</italic><sub>0</sub> in Rayleigh-Taylor mixing and by the energy power &#x003F5;<sub>0</sub> in turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>3.3. Spectral shapes for velocity fluctuations</title>
<p>Consider the spectral shape for fluctuations of the velocity (the specific kinetic energy) [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
<p>In canonical turbulence the spectral density of the velocity fluctuations is <italic>E(k)</italic>. It is defined by the invariance of the energy dissipation rate &#x003B5; and its independence of the wavevector <italic>k</italic>, leading to the exponent &#x02212;5/3 of the <italic>k</italic> spectrum, with <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>In RT mixing, the energy dissipation rate depends on the wavevector, &#x003B5;&#x0007E; &#x003BC;<sup>3/2</sup><italic>k</italic><sup>&#x02212;1/2</sup>. We obtain:</p>
<disp-formula id="E7"><label>(7)</label><mml:math id="M31"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This demonstrates that the spectral shapes in Rayleigh-Taylor mixing and in Kolmogorov turbulence are consistent with one another. In Rayleigh-Taylor mixing the velocity fluctuations spectra are steeper than in canonical turbulence, due to the distinct invariant forms of these processes, &#x003BC; and &#x003B5; respectively [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
<p>In two-dimensional isotropic homogeneous turbulence, with account for invariance properties of the enstrophy &#x003A9; , with the dimension s<sup>-2</sup>, and the rate of enstrophy <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, with the dimension s<sup>-3</sup>, the spectral density for the kinetic energy fluctuations <italic>v</italic><sup>2</sup> has the form <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B64">64</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B65">65</xref>]. In Rayleigh-Taylor mixing the enstrophy &#x003A9; and the rate of enstrophy <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> depend on the wavevector as &#x003A9;&#x0007E; &#x003BC;<italic>k</italic> and <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. We derive</p>
<disp-formula id="E8"><label>(8)</label><mml:math id="M37"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and find that the spectral shapes in Rayleigh-Taylor mixing and in two dimensional turbulence are consistent with one another. In Rayleigh-Taylor mixing the velocity fluctuations spectra are more gradual than in two-dimensional turbulence, due to distinct invariant forms of these processes, &#x003BC; and <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, respectively [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B64">64</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B66">66</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>3.4. Spectral shapes for density fluctuations</title>
<p>Consider the spectral shape for the density fluctuations [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>].</p>
<p>In canonical turbulence, the spectral shape of the density fluctuations is <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, since the energy dissipation rate &#x003B5; is independent of the fluid density &#x003C1;<sub>0</sub>. In Rayleigh-Taylor mixing, the independence of the rate of momentum loss on the fluid density &#x003C1;<sub>0</sub> leads to the spectral shape <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>].</p>
<p>We obtain</p>
<disp-formula id="E9"><label>(9)</label><mml:math id="M42"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>For the density fluctuations, the exponent &#x02212;1 of the <italic>k</italic> spectrum is the same in the anisotropic and heterogeneous Rayleigh-Taylor mixing and in the isotropic and homogeneous Kolmogorov turbulence. In either case the dynamics is specific and is balanced per unit mass (rather than per unit volume), as displayed in the independence of the invariant forms of these processes&#x02014;&#x003BC; or &#x003B5; &#x02014;on the fluid density &#x003C1;<sub>0</sub> [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>3.5. Link to other modeling approaches</title>
<p>We further illustrate in step-by-step derivations that our results on Rayleigh-Taylor mixing are consistent with other models of realistic turbulent processes and with some empirical models [<xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B67">67</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B75">75</xref>].</p>
<p>In modeling realistic turbulent processes, the spectral density <italic>E</italic>(<italic>k</italic>) is often related to the energy dissipation rate &#x003B5; , the wavevector <italic>k</italic>, and the process time scale &#x003C4; as &#x003B5;&#x0007E; &#x003C4;<italic>k</italic><sup>4</sup><italic>E</italic><sup>2</sup> [<xref ref-type="bibr" rid="B73">73</xref>].</p>
<p>In canonical turbulence the time-scale is &#x003C4; &#x0007E; (<italic>k</italic><sup>3</sup><italic>E</italic>)&#x02212;1/2, leading to &#x003B5;&#x0007E; (<italic>k</italic><sup>3</sup><italic>E</italic>)&#x02212;1/2<italic>k</italic><sup>4</sup><italic>E</italic><sup>2</sup>&#x0007E; <italic>k</italic><sup>5/2</sup><italic>E</italic><sup>3/2</sup> and, due to the invariance of the energy dissipation rate &#x003B5; , to the spectral density <italic>E</italic>(<italic>k</italic>)&#x0007E; &#x003B5;<sup>2/3</sup><italic>k</italic><sup>&#x02212;5/3</sup>. In RT mixing, the time-scale is <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, leading to <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and the spectral density <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. By further accounting for the scale-dependence of the energy dissipation rate <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, we obtain the spectral density in Rayleigh-Taylor mixing with constant acceleration as <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, similarly to the foregoing [<xref ref-type="bibr" rid="B73">73</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B74">74</xref>]:</p>
<disp-formula id="E10"><label>(10)</label><mml:math id="M49"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By considering the Rayleigh-Taylor time scale <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and by formally treating the energy dissipation rate &#x003B5; , the empirical model [<xref ref-type="bibr" rid="B74">74</xref>] identifies the spectral density as <italic>E</italic>&#x0007E; <italic>k</italic><sup>&#x02212;7/4</sup>. We derive this result from the spectral density <italic>E</italic>&#x0007E; &#x003BC;<italic>k</italic><sup>&#x02212;2</sup> in Rayleigh-Taylor mixing, by accounting for the scale dependence of the energy dissipation rate &#x003B5;&#x0007E; &#x003BC;<sup>3/2</sup><italic>k</italic><sup>&#x02212;1/2</sup>, the invariant form of the rate of momentum loss &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub> and the time-scale <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> as:</p>
<disp-formula id="E11"><label>(11)</label><mml:math id="M53"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The phenomenological model [<xref ref-type="bibr" rid="B75">75</xref>] postulates that in Rayleigh-Taylor mixing the spectral density is the same as in canonical turbulence <italic>E</italic>&#x0007E; <italic>k</italic><sup>&#x02212;5/3</sup>. We reproduce this prospect from the spectral density defined by the invariant form of Rayleigh-Taylor mixing <italic>E</italic>&#x0007E; &#x003BC;<italic>k</italic><sup>&#x02212;2</sup>, with &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub>, and with relations of the rates of momentum loss and energy dissipation as &#x003BC;&#x0007E; &#x003B5;<sup>2/3</sup><italic>k</italic><sup>1/3</sup>:</p>
<disp-formula id="E12"><mml:math id="M54"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The model further states that in Rayleigh-Taylor mixing the viscous scale vanishes with time [<xref ref-type="bibr" rid="B75">75</xref>]. For testing this statement, we consider the local Reynolds number set by the invariant form of Rayleigh-Taylor mixing, <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, with &#x003BC;<sub><italic>l</italic></sub>&#x0007E; &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub>, relate the rates of momentum loss and energy dissipation, <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and derive:</p>
<disp-formula id="E13"><label>(12)</label><mml:math id="M57"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="qopname">Re</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The model&#x00027;s result can be further reproduced with a formal replacement <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x00020;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and substitution <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The results of empirical models of Rayleigh-Taylor mixing can be obtained within group theory approach by formally treating the energy dissipation rate and by masking its scale-dependence [<xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B74">74</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B75">75</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>3.6. Velocity structure function</title>
<p>To conclude this section, we consider the velocity structure function, <italic>S</italic><sub><italic>n</italic></sub>, of the order <italic>n, n</italic>&#x02208;<italic>N</italic>, with the dimension (ms<sup>-1</sup>)<italic>n</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. It scales with the length scale <italic>l</italic> as <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in Kolmogorov turbulence, and as <inline-formula><mml:math id="M62"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in Rayleigh-Taylor mixing [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>]. Since in Rayleigh-Taylor mixing the energy dissipation rate is scale-dependent, <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, we obtain</p>
<disp-formula id="E14"><label>(13)</label><mml:math id="M64"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The structure functions in Rayleigh-Taylor mixing and in Kolmogorov turbulence are consistent with one another and are set by their respective invariant forms. In Rayleigh-Taylor mixing the structure function has a steeper dependence on the order number when compared to Kolmogorov turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>].</p>
<p>In isotropic homogeneous turbulence in realistic environments the structure function is known to depart from the Kolmogorov scenario: It exhibits intermittency and multi-fractality mathematically, is influenced by the flow structures physically, and has remarkable statistics [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B66">66</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B76">76</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B79">79</xref>]. We believe that the approaches developed for canonical turbulence [<xref ref-type="bibr" rid="B66">66</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B76">76</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B78">78</xref>] can be generalized to the case of Rayleigh-Taylor mixing with variable accelerations [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>], to be done in the future.</p></sec></sec>
<sec id="s4">
<title>4. Invariant forms and control dimensional parameters</title>
<p>Symmetries and their associated invariant forms are common in physical processes. They relate the process insights to the control dimensional parameter and enable the problem solution. We give some examples to accentuate the role of the control dimensional parameters and the associated invariant forms in understanding complex processes [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>For gravitational process, the invariance of the gravitational constant G with the dimension kg<sup>&#x02212;1</sup>m<sup>3</sup>s<sup>&#x02212;2</sup> is compatible with the Kepler&#x00027;s third law, <italic>L</italic><sup>3</sup>&#x0007E; <italic>t</italic><sup>2</sup> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. In standard diffusion the invariance of diffusion coefficient D with the dimension m<sup>2</sup>s<sup>&#x02212;1</sup> leads to the diffusion scaling law <italic>L</italic>&#x0007E; <italic>t</italic><sup>1/2</sup> and the Gaussian distribution [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>In canonical turbulence, the invariance of the energy dissipation rate &#x003B5; is associated with the power <italic>E</italic><sub>0</sub> of the external source supplying energy to the system at a constant rate, both having the dimension m<sup>2</sup>s<sup>&#x02212;3</sup> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. This leads to the scaling laws for the length <italic>L</italic>&#x0007E; <italic>t</italic><sup>3/2</sup> and the velocity <italic>v</italic>&#x0007E; <italic>t</italic><sup>1/2</sup> and displays the stochastic nature of canonical turbulence having normal distribution of velocity fluctuations.</p>
<p>In Rayleigh-Taylor mixing, the invariance of the rate of loss of specific momentum &#x003BC; is associated with the acceleration strength <italic>g</italic><sub>0</sub>, both having the dimension ms<sup>&#x02212;2</sup>. This leads to the scaling laws for the length <italic>L</italic>&#x0007E; <italic>t</italic><sup>2</sup> and the velocity <italic>L</italic>&#x0007E; <italic>t</italic> and exhibits the deterministic nature of Rayleigh-Taylor dynamics having ballistic velocity fluctuations [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
<p>We thus find that the scaling laws, spectral shapes, properties of correlations and fluctuations in canonical turbulence and in Rayleigh-Taylor mixing are set by their invariant forms and the associated control dimensional parameters, &#x003B5;&#x0007E; &#x003F5;<sub>0</sub> and &#x003BC;&#x0007E; <italic>g</italic><sub>0</sub>, respectively [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>]. These theoretical insights call for experimental investigations. As noted by the 1923 Nobel Laureate Robert A. Millikan, &#x0201C;The fact that Science walks forward on two feet, namely theory and experiment&#x02026; Sometimes it is one foot which is put forward first, sometimes the other, but continuous progress is only made by the use of both&#x02014;by theorizing and then testing, or by finding new relations in the process of experimenting and then bringing the theoretical foot up and pushing it on beyond, and so on in unending alternations.&#x0201D;<xref ref-type="fn" rid="fn0001"><sup>1</sup></xref></p></sec>
<sec id="s5">
<title>5. Discussion</title>
<p>We considered two paradigmatic complexities of non-equilibrium dynamics&#x02014;canonical turbulence and Rayleigh-Taylor mixing. These processes are a long-standing theoretical challenge, requiring one to solve the system of conservation laws&#x02014;non-linear partial differential equations, augmented also in the Rayleigh-Taylor case with the singular boundary value problem at the unstable interface and the ill-posed initial value problem. We handle the mathematical challenges on the basis of the physical concept of symmetries and reveal the effect of invariant forms on attributes and characteristics of these processes. We assess that in Rayleigh-Taylor mixing the correlations are stronger, the velocity spectra are steeper and the deterministic conditions are more authoritative, than in Kolmogorov turbulence. For the first time, to our knowledge, we interlink the scaling laws and spectral shapes of these processes, and identify the decisive role of the control dimensional parameters in their non-equilibrium dynamics.</p>
<p>The concept of symmetries advanced our understanding of dynamical systems and enabled development of universal theoretical models of pattern formation in idealistic systems. Our work finds that symmetries and invariant forms encapsulate information on characteristics of non-equilibrium dynamics and are associated with dimensional parameters controlling physical processes. They can provide an important insight on properties of realistic complex systems. This expands the range of applicability of dynamical systems beyond traditional frameworks, and allow us to systematically investigate a broad range of phenomena, having considerable scientific and technological importance, and including supernovae, climate change, plasma fusion, and purification of water [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>] (see text footnote <xref ref-type="fn" rid="fn0001"><sub>1</sub></xref>).</p></sec>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p></sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>SIA contributed to conceptualization, formal analysis, investigation, methodology, resources, and writing&#x02014;original draft.</p></sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The author thanks the National Science Foundation (USA) (Award No. 1404449) and the Australian Research Council (AUS) (Award No. LE220100132).</p>
</sec>

<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s9">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>



<fn-group>
<fn id="fn0001"><p><sup>1</sup>The Nobel Prize. Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.nobelprize.org/">https://www.nobelprize.org/</ext-link>.</p></fn>
</fn-group>

<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Goddard</surname> <given-names>WA</given-names></name></person-group>. <article-title>Interfaces and 3mixing: non-equilibrium transport across the scales</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18171</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1818855116</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">31501342</pub-id></citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Turbulent mixing and beyond. Introduction</article-title>. <source>Philos Trans Roy Soc A.</source> (<year>2010</year>) <volume>368</volume>:<fpage>1539</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2010.0021</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20211872</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kadanoff</surname> <given-names>LP</given-names></name></person-group>. <article-title>Statistical physics: statistics, dynamics and renormalization</article-title>. <source>World Sci.</source> (<year>2000</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/4016</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shubnikov</surname> <given-names>AV</given-names></name> <name><surname>Koptsik</surname> <given-names>VA</given-names></name></person-group>. <source>Symmetry in Science and Art</source>. Plenum Press (<year>1974</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cross</surname> <given-names>MC</given-names></name> <name><surname>Hohenberg</surname> <given-names>PC</given-names></name></person-group>. <article-title>Pattern formation outside of equilibrium</article-title>. <source>Rev Mod Phys.</source> (<year>1993</year>) <volume>65</volume>:<fpage>851</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.65.851</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aranson</surname> <given-names>IS</given-names></name> <name><surname>Kramer</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <article-title>The world of the complex Ginzburg-Landau equation</article-title>. <source>Rev Mod Phys.</source> (<year>2002</year>) <volume>74</volume>:<fpage>99</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.74.99</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26072844</pub-id></citation></ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pitaevskii</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Stringari</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <source>Bose-Einstein Condensation</source>. <publisher-loc>Clarendon</publisher-loc>: <publisher-name>Oxford</publisher-name> (<year>2003</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Hill</surname> <given-names>DL</given-names></name> <name><surname>Williams KC Li</surname> <given-names>JT</given-names></name> <name><surname>Remington</surname> <given-names>BA</given-names></name> <name><surname>Arnett</surname> <given-names>WD</given-names></name></person-group>. <article-title>Fluid dynamics mathematical aspects of supernova remnants</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>2023</year>) <volume>35</volume>:<fpage>034106</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0123930</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30478062</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Bhowmick</surname> <given-names>AK</given-names></name> <name><surname>Naveh</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Pandian</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Swisher</surname> <given-names>NC</given-names></name> <name><surname>Stellingwerf</surname> <given-names>RF</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Supernova, nuclear synthesis, fluid instabilities and mixing</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18184</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1714502115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30478062</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Self-similar Rayleigh-Taylor mixing with accelerations varying in time and space</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2022</year>) <volume>119</volume>:<fpage>e2118589119</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.2118589119</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">36375067</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Self-similar interfacial mixing with variable acceleration</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>2021</year>) <volume>33</volume>:<fpage>122110</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0064120</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Review of theoretical modeling approaches of Rayleigh-Taylor instabilities and turbulent mixing</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2010</year>) <volume>368</volume>:<fpage>1809</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2010.0020</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20211884</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Review of nonlinear dynamics of the unstable fluid interface: conservation laws and group theory</article-title>. <source>Phys Scr.</source> (<year>2008</year>) <volume>2008</volume>:<fpage>014012</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0031-8949/2008/T132/014012</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kargopolov</surname> <given-names>MI</given-names></name> <name><surname>Merzlyakov</surname> <given-names>YI</given-names></name></person-group>. <source>Fundamentals of Group Theory</source> (<publisher-loc>in Russian</publisher-loc>). Moscow: Nauka (<year>1982</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bridgman</surname> <given-names>PW</given-names></name></person-group>. <source>Dimensional Analysis</source>. <publisher-loc>New Haven, CT</publisher-loc>: <publisher-name>Yale University Press</publisher-name> (<year>1931</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Migdal</surname> <given-names>AB</given-names></name></person-group>. <source>Qualitative Methods in Quantum Theory</source>. <publisher-loc>Benjamin WA, Translation from</publisher-loc>: <publisher-name>Migdal AB 1973 Qualitative methods in quantum theory [Kachestvennye metody v kvantovoi teorii] (In Russian)</publisher-name>. Moscow: Nauka (<year>1977</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Landau</surname> <given-names>LD</given-names></name> <name><surname>Lifshitz</surname> <given-names>EM</given-names></name></person-group>. <source>Theory Course I-X.</source> <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Pergamon Press</publisher-name> (<year>1987</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kolmogorov</surname> <given-names>AN</given-names></name></person-group>. <article-title>Local structure of turbulence in an incompressible fluid for very large Reynolds numbers</article-title>. <source>Dokl Akad Nauk SSSR.</source> (<year>1941</year>) <volume>30</volume>:<fpage>299</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kolmogorov</surname> <given-names>AN</given-names></name></person-group>. <article-title>Energy dissipation in locally isotropic turbulence</article-title>. <source>Dokl Akad Nauk SSSR.</source> (<year>1941</year>) <volume>32</volume>:<fpage>19</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rayleigh</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <article-title>Investigations of the character of the equilibrium of an incompressible heavy fluid of variable density</article-title>. <source>Proc London Math Soc.</source> (<year>1883</year>) <volume>14</volume>:<fpage>170</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1112/plms/s1-14.1.170</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Taylor</surname> <given-names>GI</given-names></name></person-group>. <article-title>The instability of liquid surfaces when accelerated in a direction perpendicular to their planes</article-title>. <source>Proc R Soc London A.</source> (<year>1950</year>) <volume>201</volume>:<fpage>192</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.1950.0052</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Davies</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Taylor</surname> <given-names>GI</given-names></name></person-group>. <article-title>The mechanics of large bubbles rising through extended liquids and through liquids in tubes</article-title>. <source>Proc R Soc A.</source> (<year>1950</year>) <volume>200</volume>:<fpage>375</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.1950.0023</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Meshkov</surname> <given-names>EE</given-names></name> <name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>On Rayleigh-Taylor interfacial mixing</article-title>. <source>Fluid Dyn Res.</source> (<year>2019</year>) <volume>51</volume>:<fpage>065502</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1873-7005/ab3e83</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Meshkov</surname> <given-names>EE</given-names></name></person-group>. <article-title>Some peculiar features of hydrodynamic instability development</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2013</year>) <volume>371</volume>:<fpage>20120288</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2012.0288</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24146012</pub-id></citation></ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Anisimov</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Drake</surname> <given-names>RP</given-names></name> <name><surname>Gauthier</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Meshkov</surname> <given-names>EE</given-names></name> <name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>What is certain and what is not so certain in our knowledge of Rayleigh&#x02013;Taylor mixing?</article-title> <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2013</year>) <volume>371</volume>:<fpage>20130266</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2013.0266</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24146014</pub-id></citation></ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Arnett</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <source>Supernovae and Nucleosynthesis</source>. Princeton University Press (<year>1996</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zeldovich</surname> <given-names>YB</given-names></name> <name><surname>Raizer</surname> <given-names>YP</given-names></name></person-group>. <source>Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Dover</publisher-name> (<year>2002</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Drake</surname> <given-names>RP</given-names></name></person-group>. <article-title>Perspectives on high-energy-density physics</article-title>. <source>Phys Plasmas.</source> (<year>2009</year>) <volume>16</volume>:<fpage>055501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3078101</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Remington</surname> <given-names>BA</given-names></name> <name><surname>Park</surname> <given-names>H-S</given-names></name> <name><surname>Casey</surname> <given-names>DT</given-names></name> <name><surname>Cavallo</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Clark</surname> <given-names>DS</given-names></name> <name><surname>Huntington</surname> <given-names>CM</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Rayleigh&#x02013;Taylor instabilities in high-energy density settings on the National Ignition Facility</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18233</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1717236115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">36696449</pub-id></citation></ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Betti</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Hurricane</surname> <given-names>OA</given-names></name></person-group>. <article-title>Inertial-confinement fusion with lasers</article-title>. <source>Nat Phys.</source> (<year>2006</year>) <volume>12</volume>:<fpage>435</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nphys3736</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Popov</surname> <given-names>NA</given-names></name> <name><surname>Shcherbakov</surname> <given-names>VA</given-names></name> <name><surname>Mineev</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Zaydel&#x00027;</surname> <given-names>PM</given-names></name> <name><surname>Funtikov</surname> <given-names>AI</given-names></name></person-group>. <article-title>Thermonuclear fusion in the explosion of a spherical charge - the problem of a gas-dynamic thermonuclear fusion</article-title>. <source>Physics.</source> (<year>2008</year>) <volume>51</volume>:<fpage>1047</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1070/PU2008v051n10ABEH006688</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Liang</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Bu</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Schweighofer</surname> <given-names>KJ</given-names></name> <name><surname>Walwark DJ</surname> <given-names>Jr</given-names></name> <name><surname>Harvey</surname> <given-names>JS</given-names></name> <name><surname>Hanlon</surname> <given-names>GR</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Nanoscale view of assisted ion transport across the liquid&#x02013;liquid interface</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18227</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1701389115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29531034</pub-id></citation></ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhakhovsky</surname> <given-names>VV</given-names></name> <name><surname>Kryukov</surname> <given-names>AP</given-names></name> <name><surname>Levashov</surname> <given-names>VY</given-names></name> <name><surname>Shishkov</surname> <given-names>IN</given-names></name> <name><surname>Anisimov</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Mass and heat transfer between evaporation and condensation surfaces: Atomistic simulation and solution of Boltzmann kinetic equation</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18209</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1714503115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29666235</pub-id></citation></ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Grigoryev</surname> <given-names>SY</given-names></name> <name><surname>Dyachkov</surname> <given-names>SA</given-names></name> <name><surname>Parshikov</surname> <given-names>AN</given-names></name> <name><surname>Zhakhovsky</surname> <given-names>VV</given-names></name></person-group>. <article-title>Limited and unlimited spike growth from grooved free surface of shocked solid</article-title>. <source>J Appl Phy.</source> (<year>2022</year>) <volume>131</volume>:<fpage>065104</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0078138</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ilyin</surname> <given-names>DV</given-names></name> <name><surname>Goddard WA</surname> <given-names>III</given-names></name> <name><surname>Oppenheim</surname> <given-names>JJ</given-names></name> <name><surname>Cheng</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>First principles&#x02013;based reaction kinetics from reactive molecular dynamics simulations: application to hydrogen peroxide decomposition</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18202</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1701383115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30242137</pub-id></citation></ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mayer</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Richter</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Westhauser</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Blasco</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Barner-Kowollik</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Wegener</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Multi-material 3D laser micro-printing using an integrated microfluidic system</article-title>. <source>Sci Adv</source>. (<year>2019</year>) <volume>5</volume>:<fpage>eaau916</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/sciadv.aau9160</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30783624</pub-id></citation></ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Underwood</surname> <given-names>TC</given-names></name> <name><surname>Loebner</surname> <given-names>KT</given-names></name> <name><surname>Miller</surname> <given-names>VA</given-names></name> <name><surname>Cappelli</surname> <given-names>MA</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamic formation of stable current-driven plasma jets</article-title>. <source>Sci Rep.</source> (<year>2019</year>) <volume>9</volume>:<fpage>2588</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41598-019-39827-6</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30796311</pub-id></citation></ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gorokhovski</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Herrmann</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling primary atomization</article-title>. <source>Ann Rev Fluid Mech.</source> (<year>2008</year>) <volume>40</volume>:<fpage>343</fpage>&#x02013;<lpage>66</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev.fluid.40.111406.102200</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mahalov</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Multiscale modeling and nested simulations of three-dimensional ionospheric plasmas: Rayleigh&#x02013;Taylor turbulence and nonequilibrium layer dynamics at fine scales</article-title>. <source>Phys Scripta.</source> (<year>2014</year>) <volume>89</volume>:<fpage>098001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0031-8949/89/9/098001</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Barenblatt</surname> <given-names>GI</given-names></name></person-group>. <source>Scaling Self-Similarity and Intermediate Asymptotics</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name> (<year>1996</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zakharov</surname> <given-names>VE</given-names></name> <name><surname>L&#x00027;vov</surname> <given-names>VS</given-names></name> <name><surname>Falkovich</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>. <source>Kolmogorov Spectra of Turbulence</source>. <publisher-loc>Springer</publisher-loc> (<year>1992</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shraiman</surname> <given-names>BI</given-names></name> <name><surname>Siggia</surname> <given-names>ED</given-names></name></person-group>. <article-title>Scalar turbulence</article-title>. <source>Nature.</source> (<year>2000</year>) <volume>405</volume>:<fpage>639</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/35015000</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">10864314</pub-id></citation></ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pouquet</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Mininni</surname> <given-names>PD</given-names></name></person-group>. <article-title>The interplay between helicity and rotation in turbulence: implications for scaling laws and small-scale dynamics</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2010</year>) <volume>368</volume>:<fpage>1635</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2009.0284</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20211878</pub-id></citation></ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yakhot</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Donzis</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Emergence of multi-scaling in a random-force stirred fluid</article-title>. <source>Phys Rev Lett.</source> (<year>2017</year>) <volume>119</volume>:<fpage>044501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.119.044501</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29341736</pub-id></citation></ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Schumacher</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Colloquium: unusual dynamics of convection in the Sun</article-title>. <source>Rev Modern Phys.</source> (<year>2020</year>) <volume>92</volume>:<fpage>041001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.92.041001</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Turbulent mixing: a perspective</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA.</source> (<year>2019</year>) <volume>116</volume>:<fpage>18175</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1800463115</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30545916</pub-id></citation></ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Fluid turbulence</article-title>. <source>Rev Mod Phys.</source> (<year>1999</year>) <volume>71</volume>:<fpage>S383</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.71.S383</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>On fundamentals of Rayleigh-Taylor turbulent mixing</article-title>. <source>Europhys Lett.</source> (<year>2010</year>) <volume>91</volume>:<fpage>12867</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1209/0295-5075/91/35001</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kadau</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Barber</surname> <given-names>JL</given-names></name> <name><surname>Germann</surname> <given-names>TC</given-names></name> <name><surname>Holian</surname> <given-names>BL</given-names></name> <name><surname>Alder</surname> <given-names>BJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Atomistic methods in fluid simulation</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2010</year>) <volume>368</volume>:<fpage>1547</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2009.0218</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20211873</pub-id></citation></ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Robey</surname> <given-names>HF</given-names></name> <name><surname>Zhou</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Buckingham</surname> <given-names>AC</given-names></name> <name><surname>Keiter</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Remington</surname> <given-names>BA</given-names></name> <name><surname>Drake</surname> <given-names>RP</given-names></name></person-group>. <article-title>The time scale for the transition to turbulence in a high Reynolds number, accelerated flow</article-title>. <source>Phys Plasmas.</source> (<year>2003</year>) <volume>10</volume>:<fpage>614</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1534584</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pandian</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Stellingwerf</surname> <given-names>RF</given-names></name> <name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Effect of wave interference on nonlinear dynamics of Richtmyer-Meshkov flows</article-title>. <source>Phys Rev Fluids.</source> (<year>2017</year>) <volume>2</volume>:<fpage>073903</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevFluids.2.073903</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Swisher</surname> <given-names>NC</given-names></name> <name><surname>Kuranz</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Arnettt</surname> <given-names>WD</given-names></name> <name><surname>Hurricane</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Robey</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Remington</surname> <given-names>BA</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Rayleigh-Taylor mixing in supernova experiments</article-title>. <source>Phys Plasmas.</source> (<year>2015</year>) <volume>22</volume>:<fpage>102707</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4931927</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Williams</surname> <given-names>KC</given-names></name> <name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>Fluctuations spectra of specific kinetic energy, density and mass flux in Rayleigh-Taylor mixing</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>2022</year>) <volume>34</volume>:<fpage>12211</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0120521</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B54">
<label>54.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Meshkov</surname> <given-names>EE</given-names></name> <name><surname>Nikiforov</surname> <given-names>VV</given-names></name> <name><surname>Tolshmyakov</surname> <given-names>AI</given-names></name></person-group>. <article-title>On the structure of turbulent mixing zone at the interface between two gases accelerated by shock wave</article-title>. <source>Combust Explos Shock Waves.</source> (<year>1990</year>) <volume>26</volume>:<fpage>315</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF00751371</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B55">
<label>55.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Volchenko</surname> <given-names>OI</given-names></name> <name><surname>Zhidov</surname> <given-names>IG</given-names></name> <name><surname>Meshkov</surname> <given-names>EE</given-names></name> <name><surname>Rogachev</surname> <given-names>VG</given-names></name></person-group>. <article-title>Development of localized perturbations at unstable interface of accelerated liquid layer</article-title>. <source>ZhTF Lett</source>. (<year>1989</year>) 15:47 (in Russian).</citation>
</ref>
<ref id="B56">
<label>56.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Akula</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Suchandra</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Mikhaeil</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Ranjan</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamics of unstably stratified free shear flows: an experimental investigation of coupled Kelvin&#x02013;Helmholtz and Rayleigh&#x02013;Taylor instability</article-title>. <source>J Fluid Mech.</source> (<year>2017</year>) <volume>816</volume>:<fpage>619</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/jfm.2017.95</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B57">
<label>57.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lugomer</surname></name> <name><surname>S</surname></name></person-group>. <article-title>Laser generated Richtmyer&#x02013;Meshkov instability and nonlinear wave paradigm in turbulent mixing. I. Central region of Gaussian spot. Laser Part. Beams 34, 687; 2017. Laser generated Richtmyer&#x02013;Meshkov instability and nonlinear wave paradigm in turbulent mixing. II. Near-central region of Gaussian spot. Laser Part. Beams 35, 210. Lugomer S. Laser-generated Richtmyer&#x02013;Meshkov and Rayleigh&#x02013;Taylor instabilities. III. Near-peripheral region of Gaussian spot</article-title>. <source>Laser Part Beams</source>. (<year>2016</year>) <volume>35</volume>:<fpage>597</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S026303461700009X</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B58">
<label>58.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kuranz</surname> <given-names>CC</given-names></name> <name><surname>Park</surname> <given-names>H-S</given-names></name> <name><surname>Huntington</surname> <given-names>CM</given-names></name> <name><surname>Miles</surname> <given-names>RA</given-names></name> <name><surname>Remington</surname> <given-names>BA</given-names></name> <name><surname>Plewa</surname> <given-names>T</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>How high energy fluxes may affect Rayleigh&#x02013;Taylor instability growth in young supernova remnants</article-title>. <source>Nat Commun.</source> (<year>2018</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1564</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41467-018-03548-7</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29674695</pub-id></citation></ref>
<ref id="B59">
<label>59.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Narasimha</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Relaminarization in highly accelerated turbulent boundary layers</article-title>. <source>J Fluid Mech.</source> (<year>1973</year>) <volume>61</volume>:<fpage>417</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S0022112073000790</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B60">
<label>60.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Taylor</surname> <given-names>GI</given-names></name></person-group>. <article-title>The criterion for turbulence in curved pipes</article-title>. <source>Proc R Soc A.</source> (<year>1929</year>) <volume>124</volume>:<fpage>243</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.1929.0111</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B61">
<label>61.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Williams</surname> <given-names>KC</given-names></name></person-group>. <article-title>Scale-dependent Rayleigh-Taylor dynamics with variable acceleration by group theory approach</article-title>. <source>Phys Plasmas.</source> (<year>2020</year>) <volume>27</volume>:<fpage>072107</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0012035</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B62">
<label>62.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Hill</surname> <given-names>DL</given-names></name> <name><surname>Williams</surname> <given-names>KC</given-names></name> <name><surname>Wright</surname> <given-names>CE</given-names></name></person-group>. <article-title>Buoyancy and drag in Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov linear, nonlinear and mixing dynamics</article-title>. <source>Appl Math Lett.</source> (<year>2022</year>) <volume>31</volume>:<fpage>108036</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2022.108036</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B63">
<label>63.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abarzhi</surname> <given-names>SI</given-names></name> <name><surname>Gorobets</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name></person-group>. <article-title>Turbulent mixing in immiscible, miscible and stratified media</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>2005</year>) <volume>17</volume>:<fpage>081705</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.2009027</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B64">
<label>64.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kraichnan</surname> <given-names>RH</given-names></name></person-group>. <article-title>Inertial ranges in two-dimensional turbulence</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>1967</year>) <volume>10</volume>:<fpage>1417</fpage>&#x02013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1762301</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B65">
<label>65.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Batchelor</surname> <given-names>GK</given-names></name></person-group>. <article-title>Computation of the energy spectrum in homogeneous two-dimensional turbulence</article-title>. <source>Phys Fluids</source>. (<year>1969</year>) 12: II-233&#x02013;9. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1692443</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B66">
<label>66.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Frisch</surname> <given-names>U</given-names></name></person-group>. <source>Turbulence the Legacy of Kolmogorov</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name> (<year>1995</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B67">
<label>67.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Neuvazhaev</surname> <given-names>VE</given-names></name></person-group>. <article-title>Theory of turbulent mixing</article-title>. <source>Sov Phys Dokl.</source> (<year>1975</year>) <volume>20</volume>:<fpage>398</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B68">
<label>68.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cabot</surname> <given-names>WH</given-names></name> <name><surname>Cook</surname> <given-names>AW</given-names></name></person-group>. <article-title>Reynolds number effects on Rayleigh&#x02013;Taylor instability with possible implications for type Ia supernovae</article-title>. <source>Nat Phys.</source> (<year>2006</year>) <volume>2</volume>:<fpage>562</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nphys361</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B69">
<label>69.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dalziel</surname> <given-names>SB</given-names></name> <name><surname>Linden</surname> <given-names>PF</given-names></name> <name><surname>Youngs</surname> <given-names>DL</given-names></name></person-group>. <article-title>Self-similarity and internal structure of turbulence induced by Rayleigh&#x02013;Taylor instability</article-title>. <source>J Fluid Mech.</source> (<year>1999</year>) <volume>399</volume>:<fpage>1</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S002211209900614X</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B70">
<label>70.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Glimm</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Sharp</surname> <given-names>DH</given-names></name> <name><surname>Kaman</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Lim</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>New directions for Rayleigh&#x02013;Taylor mixing</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2013</year>) <volume>371</volume>:<fpage>20120183</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2012.0183</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24146006</pub-id></citation></ref>
<ref id="B71">
<label>71.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Youngs</surname> <given-names>DL</given-names></name></person-group>. <article-title>The density ratio dependence of self-similar Rayleigh&#x02013;Taylor mixing</article-title>. <source>Phil Trans R Soc A.</source> (<year>2013</year>) <volume>371</volume>:<fpage>20120173</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2012.0173</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24146005</pub-id></citation></ref>
<ref id="B72">
<label>72.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Schilling</surname> <given-names>O</given-names></name></person-group>. <article-title>Self-similar Reynolds-averaged mechanical-calar turbulence models for Rayleigh-Taylor, Richtmyer-Meshkov, and Kelvin-Helmholtz instability-induced mixing in the small Atwood number limit</article-title>. <source>Phys Fluids.</source> (<year>2021</year>) <volume>33</volume>:<fpage>085129</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0055193</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B73">
<label>73.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pouquet</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Frsich</surname> <given-names>U</given-names></name> <name><surname>Leorad</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Strong MHD helical turbulence and the nonlinear dynamo effect</article-title>. <source>J Fluid Mech.</source> (<year>1976</year>) <volume>77</volume>:<fpage>321</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S0022112076002140</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B74">
<label>74.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhou</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>A scaling analysis of turbulent flows driven by Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov instabilities</article-title>. <source>Physics of Fluids.</source> (<year>2001</year>) <volume>13</volume>:<fpage>538</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1336151</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B75">
<label>75.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chertkov</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Phenomenology of Rayleigh-Taylor turbulence</article-title>. <source>Phys Rev Lett.</source> (<year>2003</year>) <volume>91</volume>:<fpage>115001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.91.115001</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">14525432</pub-id></citation></ref>
<ref id="B76">
<label>76.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>She</surname> <given-names>Z-S</given-names></name> <name><surname>Leveque</surname> <given-names>E</given-names></name></person-group>. <article-title>Universal scaling laws in fully developed turbulence</article-title>. <source>Phys Rev Lett.</source> (<year>1994</year>) <volume>72</volume>:<fpage>336</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.72.336</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">10056405</pub-id></citation></ref>
<ref id="B77">
<label>77.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Birnir</surname> <given-names>B</given-names></name></person-group>. <article-title>The Kolmogorov-Obukhov-She-Leveque scaling in turbulence</article-title>. <source>Commun Pure Appl Anal.</source> (<year>2014</year>) <volume>13</volume>:<fpage>1737</fpage>&#x02013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/cpaa.2014.13.1737</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26871015</pub-id></citation></ref>
<ref id="B78">
<label>78.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sreenivasan</surname> <given-names>KR</given-names></name> <name><surname>Yakhot</surname> <given-names>V</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamics of three-dimensional turbulence from Navier-Stokes equations</article-title>. <source>Phys Rev Fluids.</source> (<year>2021</year>) <volume>6</volume>:<fpage>104604</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevFluids.6.104604</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B79">
<label>79.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hsu</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Kaufman</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Glimm</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Scaling laws for partially developed turbulence</article-title>. <source>Front Appl Math Stat.</source> (<year>2022</year>) <volume>7</volume>:<fpage>812330</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2021.812330</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20155208</pub-id></citation></ref>
</ref-list>


</back>
</article> 