A note on the propagation of quantized vortex rings through a quantum turbulence tangle: Energy transport or energy dissipation?
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）
该研究通过几何论证与高分辨率数值模拟，探究量子湍流中小于涡旋间距尺度的量子涡环动力学，明确不同密度缠结下环发射对能量耗散的贡献，指出Kelvin波级联是高涡线密度下能量耗散的最合理解释。
2015-03-07 cond-mat.other physics.flu-dyn
A note on the error analysis of data-driven closure models for large eddy simulations of turbulence
Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；School of Information Sciences and Technology（信息科学与技术学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究推导了湍流大涡模拟中数据驱动闭合模型的预测误差上界，揭示误差随时间步长和Jacobian呈指数传播，为开发新正则化技术以提升ML模型鲁棒性提供了理论依据。
2024-05-29 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Note on specific chiral ensembles of statistical hydrodynamics: "order function" for transition of turbulence transfer scenarios
流体动力学螺旋性标志着宇称对称性破缺，流动的手性。因此，统计流体力学尊重手性，因为对称性破缺和恢复是其基本原理的关键，例如光谱转移方向及其机制。三维（3D）Navier-Stokes各向同性湍流的同手性子系统已经用螺旋表示技术数值实现，以呈现逆能量级联[Biferale等人，物理学评论快报，{ \bf 108}，164501（2012）]。这种情况类似于2D湍流，其中逆能量级联，或更一般的能量拟能双级联方案，被认为是与Kraichnan的绝对平衡的负温度状态的帮助下。实际上，如果在这种系统中的螺旋度被认为是正的而不失一般性，则可以识别出对应的负温度状态[Zhu等人，流体力学杂志，{ \bf 739}，479（2014）]。在这里，对于某些特定的湍流手征系综，我们用相应的绝对平衡证明，即使螺旋度分布在波数上是符号确定的，不同的形状函数的\textit{ansatzes}，由特定螺旋度和能量谱$s(k)=H(k)/E(k)$之间的比率定义，意味着不同的传输方向，我们可以有反螺旋度和前向能量的双重传输（比如说，$s(k)\propto k^{-2}$导致绝对平衡模态能量谱密度$U(k)=\frac{1}{α+βk^{-2}}$，正好是Kraichan的二维欧拉拟能），同时向前转移（使用$s(k)=constant$），或者甚至没有简单定向的转移（用，比如说，非单调$s(k) \propt…
2014-07-31 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
On the stability analysis in the transition to turbulence problem
在这篇具有一般稳定性理论意义的笔记中，我们讨论了在向湍流过渡问题的背景下通常陈述的一些关键论断。特别是，在这里的设置的过渡问题的两个要点是（i）的关键依赖的稳定性的结果是否被认为是在无限或半无限域，和（ii）能量守恒的非线性项的纳维-斯托克斯方程。作为一个应用程序，我们证明了Couette流，当分析的数学设置最正确地反映了通常的实验方式，是频谱不稳定的有限雷诺数明显矛盾的普遍接受的经典百年的结果。此外，各种稳定性概念的相互关系，无限维的影响，过渡现象的协变性质，以及如何非正态的线性算子和有限振幅不稳定性适合这个图片进行了讨论。
2008-06-28 physics.flu-dyn
The binormal flow: a toy model for turbulence
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Basque Center for Applied Mathematics（巴斯克应用数学中心）
本讲义总结了Luis Vega在第二届高级暑期学校开设的一周课程内容，介绍了用于描述不可压缩流体三维涡丝动力学的双法向流模型，涉及相关方程联系，由两名参会者编写完成。
2026-10-12 math.AP physics.flu-dyn
Turbulence lifetimes: what we can learn from the physics of glasses
本文对近年来引起广泛关注的剪切流亚临界湍流转捩过程中湍流寿命可能有限的问题进行了讨论。我们简要回顾了最近的实验和数值计算结果，以及理论建议，并比较在亚临界剪切流中遇到的玻璃化转变的研究，在评估这个问题所产生的困难。为了超越纯粹的方法上的相似性，我们进一步阐述了这种类比，并提出了这两个显然无关的情况，这可能会促进亚临界剪切流的研究新方向之间的定性映射。
2012-11-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mathematical Theorems on Turbulence
Stony Brook University（石溪大学）
本文探讨湍流中若干重要数学定理，总结了这些定理对经典湍流理论的约束作用。
2026-02-04 math-ph math.AP math.MP
On the Disturbance Equation of Flow Instability
本文通过对基本扰动方程的分析，提出了一种新的思路，并给出了理解层流不稳定现象和向湍流转捩的起始方程。认为扰动放大过程中扰动与基流之间存在相互作用。向湍流的转变是这种相互作用的结果。线性理论中扰动的线性化使问题过于简单化.指出扰动的发展受到基流的影响，这些影响必须包括在扰动的控制方程中。
2005-06-25 physics.flu-dyn
Symmetries and turbulence modeling. A critical examination
Klingenberg，Oberlack和Pluemacher（2020）最近的研究提出了一种新的湍流建模策略。一个概念的证明，其中提出了一个空间演变的湍流平面射流的特定的流动配置，得出的结论是，他们的模型可以产生超越经典的缩放律。然而，我们的评论表明，他们的概念证明是有缺陷的，他们新提出的标度律并没有超越任何经典的解决方案。因此，他们建立了一个新的和更先进的湍流模型的论点不能得到证实。这个问题已经植根于建模策略本身，因为非物理统计缩放对称得到实现。打破这种对称性将恢复内部的一致性，并将所有的自相似解决方案回到经典的。值得注意的是，他们的模型还包括第二种非物理对称性。其中一位作者已经在以前出版的勘误表（Sadeghi，Oberlack和Gauding，2020）中承认了湍流射流的这一事实。然而，没有引用勘误表，因此读者没有意识到他们的方法存在导致不一致和相互冲突的结果的基本问题。相反，同样的非物理对称性再次发表。然而，这种不科学的行为并没有得到纠正，而是在随后的进一步误导性出版物Klingenberg & Oberlack（2022）中重复和继续，并在附录中的更新中进行了审查。
2022-06-03 physics.flu-dyn
Turbulence transition in the asymptotic suction boundary layer
本文采用直接数值模拟的方法研究了渐近抽吸边界层（ASBL）向湍流的转变。跟踪层流和湍流状态之间的中间轨迹的运动，我们可以识别层流-湍流边界内的不变对象，即边缘状态。在小的区域中，流动在短的时间间隔内表现得像行波。在更长的时间里，人们注意到能量在规则的时间间隔内显示出强烈的爆发。在爆发期间，条纹结构丢失，但它重新形成，在展向方向上平移了一半的畴尺寸。改变抽吸速度允许将流嵌入到在平面库埃特流和ASBL之间插值的流族中。在平面库埃特极限附近，边缘状态是行波。增加吸力，行波和与之相关的复制品经历了一个鞍结无限周期（SNIPER）分叉，导致突发和离散对称性转移。在较宽的区域内，结构沿展向局部化，活动区域内的流动与小区域内的流动相似。仍然有周期性的突发流结构的移动，但移动距离不再连接到一个离散的对称性的流动几何形状。通过边缘跟踪技术发现了两种不同的状态，一种是结构在每个突发时向同一侧移位，另一种是结构向左和向右交替移位。
2015-08-31 physics.flu-dyn
Self-Regularization in turbulence from the Kolmogorov 4/5-Law and Alignment
3D流体动力学湍流的一个定义特征是，随着粘度降低（雷诺数增加），能量耗散率远离零。这种现象--反常耗散--有时被称为“湍流第零定律”，因为它支撑了许多著名的理论预测。在湍流中观察到的另一个稳健特征是速度结构函数$S_p(\ell) :=\langle |δ_\ell u|^p\rangle$在惯性范围内表现出持续的幂律标度，即指数$ζ_p>0$在不断增加的（随雷诺数）标度范围内表现出$S_p(\ell) \sim |\ell|^{ζ_p}$。这一现象表明，速度场在雷诺数范围内保持一定的分数阶可微性。Kolmogorov 1941年的湍流理论预言，$ζ_p=p/3$对所有的$p$和Onsager 1949年的理论建立了$ζ_p\leq p/3$对$p\geq 3$与第零定律一致的要求。经验上，$ζ_2 \gtrapprox 2/3$和$ζ_3 \lessapprox 1$，表明湍流Navier-Stokes解近似耗散弱解的欧拉方程拥有（几乎）的奇异性维持异常耗散所需的最小程度。在这篇文章中，我们采用了一个实验支持的假设上的反对齐的速度增量与他们的分离向量，并证明了惯性耗散提供了一个正规化机制，通过柯尔莫哥洛夫4/5定律。
2021-11-05 math-ph math.AP math.MP
Is the log-law a first principle result from Lie-group invariance analysis?
湍流理论中李群的不变性方法被认为是产生统计标度律的第一原理方法。这一评论的目的是表明，这一期望迄今尚未实现。特别是对于有壁面的湍流，从我们将在这里提出的事实来看，成功的前景是不乐观的。虽然李群的不变性方法能够产生壁界湍流的统计标度律，例如对数律，但这些不变结果不仅不能满足第一原理结果的基本要求，而且具有很强的误导性。原因不是对数律本身的函数结构是误导的，而是它的基于不变李群的推导产生了这个函数是误导的。通过回顾Oberlack（2001）的研究，我们将证明所有李群生成的标度律都不能作为第一原理解。相反，一个严格的推导揭示了完整的任意性，而不是唯一性不变的湍流标度律的建设。这里需要注意的是，Oberlack（2001）中获得的关键结果是基于几个技术错误，所有这些错误都将被揭示，讨论和纠正。我们之所以把重点放在Oberlack（2001）上，是因为它仍然是李群方法应用于湍流理论的核心研究和中心参考点。因此，有必要对这项研究进行正确的阐述。尽管如此，即使李群方法在其全部范围内得到正确的应用和解释，在湍流理论中，这种方法仍然存在很强的自然局限性，正如最后将要讨论的那样，这些局限性构成了实现重大突破的不可逾越的障碍。
2016-09-08 physics.flu-dyn
