Advection of passive particles over flow networks
研究了网络上守恒流循环对被动粒子的随机平流问题。粒子在节点之间经历过渡，过渡速率由通过链路的流确定。这种随机平流过程导致网络中颗粒的混合，并且在最终的平衡态中，所有节点中的颗粒浓度变得相等。正如我们所发现的，平衡开始于代表流量枢纽的节点子集，并延伸到流量较弱的外围节点。这种行为与所考虑的网络的平流矩阵的特征向量的局部化的效果有关。应用结果的问题，涉及传播的感染或污染物的交通网络进行了讨论。
2013-12-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Anomalous scaling in passive scalar advection: Monte-Carlo Lagrangian trajectories
本文提出了一种计算Kraichnan被动标量平流模式（R。H. Kraichnan，Phys. Fluids { \bf 11}，945（1968））。这种蒙特卡罗方法，这是适用于在任何空间维度，是基于被动标量动力学的拉格朗日路径解释，并使用最近发现的结构函数的标度指数和松弛率之间的等价性在随机形状动态的拉格朗日粒子群。我们计算了几个维的三阶和四阶反常指数，并与大维微扰计算的预言进行了比较。我们发现，Kraichnan的封闭似乎得到的结果与数字密切一致。三阶指数与我们自己以前的非微扰计算是兼容的。
1998-03-15 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Multiscaling in passive scalar advection as stochastic shape dynamics
Kraichnan快速平流模型被改写为示踪剂轨迹的随机动力学。这个框架取代了随机场与一个小的随机常微分方程组。多尺度的关联函数自然出现的N轨迹的演变所描述的几何形状的结果。标度指数和标度结构被解释为演化算符的激发态。考虑到在这个极限下的微扰理论，这些轨道在高维中变得几乎是确定的。我们微扰地计算了三阶和四阶关联函数的反常指数。四阶结果与以前的计算结果一致。
1997-11-05 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Passive advection of percolation process: Two-loop approximation
研究了定向逾渗过程在吸收态和激活态之间的二级相变附近的典范模型。该模型首先表示为朗之万方程的形式，后来改写为场论公式。随后的响应泛函分析采用费曼图解技术和微扰重整化群方法。假设渗流过程发生在外部速度场中，这对扩散特性有额外的影响。Kraichnan快速变化系综用于产生速度波动。在双环近似下得到了不动点结构的结构。
2019-05-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Lagrangian method for multiple correlations in passive scalar advection
介绍了一种拉格朗日方法，用于计算由随机速度场平流的被动标量的同时n点相关性，随机强迫和有限的分子扩散系数κ。该方法，这是在这里详细介绍，是特别适合于研究kappa趋于0限制时，速度场是不平滑的。有效的蒙特卡罗模拟基于这种方法被施加到Kraichnan模型的被动标量和导致的四阶结构函数的速度场的标度指数xi在二维和三维的函数的异常不透明度校正的准确测定。反常的修正被发现消失的限制xi趋于0和xi趋于2，如微扰理论预测。
1999-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Advection of a passive scalar field by turbulent compressible fluid: renormalization group analysis near $d = 4$
本文将场论重整化群（RG）和算子乘积展开（OPE）应用于随机湍流速度场平流的密度场模型。后者由可压缩流体的随机纳维-斯托克斯方程控制。该模型被认为是附近的特殊空间维$d = 4$。结果表明，各种关联函数的标量场表现出异常的标度行为的惯性对流范围内。RG+OPE方法中的标度性质与重整化群方程的不动点有关。与物理上有趣的情形$d = 3$相比，在$d = 4$上附加的格林函数存在着影响不动点存在性和稳定性的发散性.从计算中可以看出，在那里产生了一个新的状态，然后通过连续性进入$d = 3$。相应的反常指数与某些复合场的标度维数相对应，并且可以在$y$（指数，与随机力相关联）和$ε=4-d$中作为级数系统地计算。所有的计算都是在领先的单循环近似下进行的。
2016-11-11 cond-mat.stat-mech
Passive advection in nonlinear medium
本文考虑了被动示踪剂$θ$在非线性松弛介质中被大尺度不可压速度场（Batchelor问题）强迫平流的情形，其尺度小于流的相关长度，大于扩散尺度。解释小尺度标量涨落的有效理论被证明是线性的、渐近自由的（从泵浦尺度向下尺度）和普遍的。只需要三个参数就可以详尽地描述标量差的小尺度统计量：两个与速度相关的参数，即试验线元指数拉伸率的平均值和色散（分别为$\barλ$和$Δ$），以及代表小尺度标量波动线性阻尼平均率的$α$。$α$是表征介质非线性和注入系统的$θ^{2}$通量振幅的显式泛函。结构函数表现出一种极其反常的间歇性行为：$<|δθ_{r}|^{q}> \sim r^{ξ_{q}}, ξ_{q} = \min {q,\sqrt{[ \frac{\barλ}Δ] ^{2} + \frac{2αq}Δ} - \frac{\barλ}Δ}$。问题中没有发现耗散反常现象。
1998-09-11 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Phase separation in a two-dimensional binary colloidal mixture by quorum sensing activity
我们提出的结果从Langevin动力学模拟的玻璃主动-被动混合物的软排斥二元胶体磁盘。根据群体感应方案应用较小颗粒上的活动，其中如果较小颗粒的局部最近邻居等于或大于某个阈值，则较小颗粒将在持续时间内处于活动状态。我们从系统的被动玻璃态开始，并将活性应用于较小的颗粒，这表明活性颗粒的非单调玻璃特性与主动力的持续时间，从其被动极限（零活性）。另一方面，主动-被动混合物相的被动颗粒在主动力的中间持续时间处分离，导致六方-液相和固-液相。因此，我们的系统显示三个制度，作为活性玻璃，相分离，和活性液体，作为持续时间从其较小的值增加。我们表明，由被动大颗粒组成的固体和六角相是稳定的，由于较小的动量转移从主动到被动粒子，相比，较高的持久性时间的位置和取向的顺序消失。我们的模型与活性生物系统相关，其中存在玻璃态动力学，例如，细菌细胞质、生物组织、密集群体感应细菌和合成智能无定形玻璃。
2020-12-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Passive advection of a vector field: Anisotropy, finite correlation time, exact solution and logarithmic corrections to ordinary scaling
在这项工作中，我们研究了[{ \it Phys. Rev. E} { \bf 91}，013002（2015）]中考虑的问题的推广，以环境（速度）场的{ \it有限}相关时间的情况。该模型描述了一个矢量（例如，磁场），由强各向异性湍流被动平流。利用场论重整化群和算子乘积展开研究了惯性范围的渐近行为。平流速度场是高斯型的，具有有限的相关时间和预先指定的成对关联函数。由于区分方向${\bf n}$的存在，该模型中的所有多回路图均为零，因此所得结果是准确的。该模型的惯性范围的行为是由两个政权（消失或无限的相关时间的限制），对应于两个非平凡的RG方程的不动点。它们的稳定性取决于能谱${\cal E} \propto k_{\bot}^{1-ξ}$中的指数与色散律$ω\propto k_{\bot}^{2-η}$之间的关系。与众所周知的各向同性Kraichnan模型不同，在Kraichnan模型中，各种关联函数表现出具有无限组异常指数的异常标度行为，这里对普通标度的修正是积分湍流标度$L$的多项式。
2015-09-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Renormalization Group in the Problem of Active Scalar Advection
场论重整化群（RG）被应用于耦合到标量场（如杂质的温度或密度）的近平衡流体的模型，该标量场是活跃的，即影响流体本身的动力学。结果表明，唯一可能的非平凡的红外（IR）渐近制度是由RG方程的“被动”不动点，其中的反反应是无关紧要的。这一结果使人想起在[Nandy和Bhattacharjee，J. Phys. A：Math. Gen. { \bf 31}，2621（1998）]中在描述由充分发展的湍流引起的主动对流的模型中获得的结果。此外，我们建立了存在的“异国情调”的不动点与负的和复杂的有效耦合和传输系数，可能会建议未来的研究方向。
2019-11-18 cond-mat.stat-mech
Clustering of advected passive sliders on a fluctuating surface
我们研究了平流，非相互作用，被动标量粒子在Burgers流体中的噪声，映射到被动滑动粒子在重力作用下通过Kardar-Parisi-Zhang方程在表面上移动的问题的聚类特性。数值模拟表明，密度-密度关联函数和单格点质量分布尺度都随系统尺寸变化。标度函数在小参数处发散，表明粒子的强聚集。我们分析评估的两点关联的标度函数和非相互作用的粒子的质量分布在热平衡在一个随机景观，并发现结果是非常相似的非平衡平流。
2004-03-29 cond-mat.stat-mech
Active Particle Diffusion in Convection Roll Arrays
本研究数值模拟了高Péclet数下对流涡旋阵列中活性Janus粒子的扩散，发现其扩散在临界自驱速度前后分别由平流增强和边缘平流主导，且空间分布不均匀，该特性源于噪声与自驱动在受限几何中的联合作用。
2025-08-13 cond-mat.stat-mech
Helical turbulent Prandtl number in the $A$ model of passive advection: Two loop approximation
利用场论重整化群技术，在双圈近似下，在充分发展的湍流速度场引入空间宇称破坏的被动矢量平流的一般$A$模型中，得到了从$ρ=0$（无空间宇称破坏）到$|ρ|=1$（最大空间宇称破坏）的连续参数$ρ$的湍流Prandt数.在非螺旋的环境中，我们证明了$A$被限制为$-1.723 \leq A \leq 2.800$（四舍五入的最后一位数字），由于两个循环计算的约束。当$ρ>0.749$限制可被删除时。此外，三个物理上重要的情况下$A \in \{-1, 0, 1\}$示出深在$A$的所有值的允许的间隔内。对于线性化Navier-Stokes方程模型（$A = -1$），迄今为止，已证明湍流普朗特数的未知螺旋值与$1$相等，而与宇称破坏无关。此外，我们已经表明，相互作用参数$A$产生强烈的影响，对流扩散过程中的湍流环境中打破空间宇称。在显式情况下，湍流普朗特数随$A$的实际值而增大或减小。通过连续改变$A$，我们解释了运动学MHD模型（$A=1$）对螺旋效应的高稳定性，因为它接近于螺旋效应被完全抑制的$A = 0.912$（四舍五入）情况。相反，对于物理上重要的$A=0$模型，我们表明，它位于深的间隔内的模型，螺旋效应导致湍流普朗特数与$|ρ|$减少。因此，我们确定内部结构的相互作用参数$A$，而不是混合物本身的矢量特征是影响扩散平流过程中的螺旋$A$模型的主导因素。
2016-05-05 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Dynamics of Passive-Scalar Turbulence
本文首次研究了被动标量和被动矢量湍流的动态标度或多标度性。对于Kraichnan版本的被动标量和被动矢量湍流，我们分析表明，在欧拉和准拉格朗日框架，得到简单的动态缩放，但具有不同的动态指数。通过发展多重分形模型，我们表明，动态多尺度发生在被动标量湍流，只有当平流速度场本身是多重分形。我们证实了我们的结果，详细的数值模拟壳模型的被动标量平流。
2005-10-03 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Notes about Passive Scalar in Large-Scale Velocity Field
我们考虑了不可压缩大尺度湍流对被动标量θ（t，r）的平流。在Kraichnan模式的框架下，得到了θ的单点统计量和被动标量差θ（r_1）-θ（r_2）（分离度r_1-r_2位于对流区间）的全部概率分布函数。
1998-10-15 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Stochastic Turing pattern formation in a model with active and passive transport
我们调查图灵斑图形成的反应扩散平流（RDA）方程，这是以前引入模型突触发生\textit{C. elegans}的随机和空间离散化版本。该模型描述了一个被动扩散的分子物种和平流物种之间的相互作用，在顺行和逆行马达驱动的运输（双向运输）之间切换。在突触发生的背景下，扩散分子可以与蛋白激酶CaMKII和平流分子作为谷氨酸受体。随机动力学演变根据RDA主方程，其中平流和扩散都被建模为跳跃反应沿一维阵列的化学隔间。进行线性噪声近似的RDA主方程导致一个有效的朗之万方程，其功率谱提供了一种手段，扩展的定义的图灵不稳定性的随机系统，即，在存在的峰值的功率谱在一个非零的空间频率。因此，我们展示了如何噪声可以显着扩展自发模式发生的范围，这与以前的研究RD系统是一致的。
2020-09-13 cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Dynamics of Conformal Maps for a Class of Non-Laplacian Growth Phenomena
时间依赖的保角映射被用来模拟一类生长现象的耦合非拉普拉斯输运过程，如非线性扩散，平流，和电迁移的限制。连续和随机动力学描述广义保角映射技术粘性指进和扩散限制聚集，分别。随机增长的时间的一般概念也被引入。该理论适用于模拟的对流扩散限制聚集在背景势流。观察到一个普遍的形态交叉从扩散限制对流限制分形图案与相关的交叉的增长率，控制的时间依赖性的有效Peclet数。值得注意的是，分形维数是不受平流，尽管各向异性和增长率的显着增加，由于在小尺度上的扩散限制的持久性。
2003-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On how a joint interaction of two innocent partners (smooth advection & linear damping) produces a strong intermittency
研究了线性阻尼作用下$d$维不可压速度场对被动标量的强迫平流。单独作用的平流和倾倒不会导致稳定标量统计的本质不稳定性，而混合在一起会在对流范围内产生非常强的非高斯性：$q$ -标量差绝对值的第（正）矩，$<|θ(t;{\bf r})-θ(t;0)|^{q}> $与$r^{ξ_{q}}$，$ξ_{q}=\sqrt{d^{2}/4+αdq/[ (d-1)D]}-d/2$成比例，其中$α/D$以拉伸率为单位测量阻尼率。还找到了标量差的概率密度函数（PDF）。
1998-03-05 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Extreme events and instantons in Lagrangian passive scalar turbulence models
流体中标量的平流和混合是工程和自然科学中的一个重要问题。如果流体是湍流，被动标量的统计表现出复杂的行为。本文关注的是两个拉格朗日标量湍流模型的基础上，最近的流体变形模型，可以重现被动标量湍流的统计范围内的雷诺数。对于这些模型，我们演示了如何通过计算瞬子来恢复极端被动标量梯度事件，即，相关随机场论的鞍点结构。它使我们既能再现与被动标量湍流相关的重尾统计，又能恢复导致这种极端事件的最可能机制。我们进一步证明了这些模型中的大负应变事件经历了自发对称性破缺。
2021-08-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Exactly solvable model of a passive Brownian heat engine and its comparison with active engines
我们使用不同的单粒子随机模型对被动和主动微型热机进行了广泛的分析。利用随机热力学，我们计算了被动和主动布朗热机的热力学功，热量，熵产生和效率的解析以及数值和比较他们。我们运行的热机的协议，平均热力学量计算精确的任意周期时间。我们还讨论了组的协议，可以做精确的非准静态计算，完全在被动发动机的情况下，部分在主动发动机。我们得到详细的非准静态（即强大的）单粒子微型热机的热力学。结果的准静态（即零功率）极限是通过长（无限）周期时间获得的。我们还研究了被动和主动发动机中受限粒子的位置分布。我们比较他们的特性的参数，测量在粒子的位置（由于主动噪声）和谐波约束的主动持久性之间的竞争。我们还计算了多余的峰度，以衡量这些分布的非高斯性。我们的分析表明，这种热机的效率可以提高或降低，这取决于模型中存在的活动。
2022-06-19 cond-mat.stat-mech
Nematic Torques in Scalar Active Matter: when Fluctuations Favor Polar Order and Persistence
本文研究无序相标量活性物质中向列力矩的作用，揭示涨落诱导的极性场质量重整化可增强极性序、持续性与边界聚集，并抑制相分离。
2024-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strong clustering of non-interacting, passive sliders driven by a Kardar-Parisi-Zhang surface
我们研究了被动的，非相互作用的粒子在波动场和随机噪声的影响下移动的集群，在一维。在我们的情况下，脉动场由Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）方程控制的表面提供，滑动颗粒遵循局部表面斜率。由于KPZ方程可以映射到有噪声的Burgers方程，因此问题转化为Burgers流体中的被动标量问题。我们研究的情况下，在相同的方向上移动的粒子的表面，相当于在流体语言中的平流。离散晶格模型上的蒙特卡罗模拟揭示了被动粒子的极端聚集。利用两点密度-密度关联函数的标度性质定义了强聚类状态。我们的模拟表明，该状态对改变表面和粒子的更新速度的比率是鲁棒的。在一个平稳的表面和有限的噪音的平衡极限，一个获得西奈模型的随机步行者在随机景观。在这个限制，我们得到的分析结果，使封闭形式的表达式被发现的数量感兴趣。令人惊讶的是，这些结果的平衡问题显示出良好的协议，在非平衡制度的结果。
2005-10-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous scaling of a passive vector field in $d$ dimensions: Higher-order structure functions
本文利用场论重整化群和算符乘积展开方法，研究了由Navier-Stokes方程控制的非高斯、时间相关湍流速度场被动平流的横向矢量场$θ_{i}(t,x)$模型中的反常标度问题。$2n$阶结构函数$S_{2n}(r) = <[θ(t,x) - θ(t,x+ r)]^{2n}>$的反常指数由$(\partialθ\partialθ)^{2n}$形式的复合场（算子）族的临界维数确定，其中$θ$是平行于分离$r$的矢量场的分量，该复合场（算子）族在重整化中大量混合。计算矩阵的临界尺寸（其特征值决定了异常指数）的艰巨任务在高空间维度的限制下大大简化了$d\to\infty$。这使我们能够找到领导和纠正反常指数的结构功能的顺序$S_{56}$。他们揭示了有趣的，这表明异常指数简单的“经验”公式，成为实际上精确的$n$足够大。随着温和的$n$的明确结果，他们提供了在模式中的异常标度的完整描述。关键词：被动向量场，湍流平流，反常标度，重整化群，算符乘积展开。
2013-03-16 cond-mat.stat-mech nlin.CD
