Fluctuations of statistics among subregions of a turbulence velocity field
为了研究湍流速度场的子区域，将长时间的网格湍流速度数据记录划分为较小的段。对于每个部分，我们计算统计数据，如能量耗散的平均速率和每个尺度的平均能量。它们的值波动很大，在对数正态分布中至少是一个很好的近似值。每一段在平均能量耗散速率和决定平均能量的平均能量转移速率之间不处于平衡状态。当它们的长度超过相关长度时，这两个速率仍然在段之间相关。此外，平均能量耗散率和平均总能量之间，有一个相关性，其特征是雷诺数为整个记录，这意味着大规模的流动影响的每一个部分。
2008-03-06 physics.flu-dyn
Thermal Fluctuations in the Dissipation Range of Homogeneous Isotropic Turbulence
利用波动流体力学，我们调查的均匀，各向同性湍流的耗散范围内的热波动的效果。模拟证实了理论预测，这些波动的长度尺度相当于柯尔莫哥洛夫长度的能量谱占主导地位。我们还发现，在远耗散范围内的Kraichnan预测的极端不稳定性取代高斯热均分。
2021-09-17 physics.flu-dyn
Fluctuations of energy flux in wave turbulence
我们报告说，在一个统计上稳定的政权驱动重力和毛细波湍流的功率显示波动比其平均值强得多。我们发现，它的概率密度函数（PDF）有一个最可能的值接近零，并涉及两个不对称的大致指数的尾巴。我们理解的定性特征的PDF使用一个简单的朗之万型模型。
2008-01-06 physics.flu-dyn
The origin of wall-shear stress fluctuations in wall-bounded turbulence
本文通过壁面能量耗散研究壁面剪切应力波动的起源，发现大尺度耗散源于近壁尺度相互作用，且随雷诺数增大，小尺度向大尺度的能量输运因对数层中间尺度增多而增强。
2024-05-01 physics.flu-dyn
Logarithmic scaling for fluctuations of a scalar concentration in wall turbulence
在壁湍流中，存在一个子层，在该子层中，平均速度和速度波动的方差随离壁的高度而变化。这种对数标度对于被动标量的平均浓度也是已知的。通过在实验室湍流边界层实验中使用热作为标量，本文证明了标量浓度波动方差的对数标度的存在。它是由附着在墙上的含能涡流模型再现的。
2017-11-16 physics.flu-dyn
Critical Fluctuation of Wind Reversals in Convective Turbulence
对流湍流中风向的不规则逆转被发现有波动的时间间隔，可以与临界行为。结果表明，净磁化强度的二维伊辛晶格的有限大小的波动以同样的方式。风逆转时间序列的去趋势波动分析结果的缩放行为，同意与伊辛问题。发现的性质表明，风逆转现象表现出自组织临界性的迹象。
2004-04-08 physics.flu-dyn
Mathematical model for logarithmic scaling of velocity fluctuations in wall turbulence
对于壁湍流，已知速度脉动矩是离壁高度的对数函数。这种对数标度是由于特征速度的存在和标度范围内不存在任何特征高度。利用随机变量数学，得到了其充分必要条件。它们与附在壁上的涡的唯象模型的特性进行了比较，并且与平均速度的对数标度的特性进行了比较。
2015-11-11 physics.flu-dyn
Large Fluctuations in Stochastic Models of Turbulence
本文讨论了三种湍流模型中的间歇现象，采用分析和数值方法分析随机过程及其引起的概率分布。最初的章节提出了一个审查的统计理论的湍流和统计理论的领域适用于平衡物理。正文的两章分别用MSRJD泛函方法研究了RFD模型和Burgers模型。在这两个模型中的瞬子周围的波动对应的微扰修正进行了分析。最后一章给出了一个平稳的一维随机过程作为拉格朗日伪耗散涨落的模型。数值结果表明，该过程服从对数正态分布，并具有长程幂律相关性。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Entropy and fluctuation relations in isotropic turbulence
该研究基于广义局部Kolmogorov-Hill方程，提出湍流熵及熵产生定义，并通过各向同性湍流直接数值模拟验证了惯性区间内涨落关系的有效性，发现正逆级联概率密度比呈指数行为，与含湍流温度的熵产生率相关。
2023-09-25 physics.flu-dyn
On Landau's prediction for large-scale fluctuation of turbulence energy dissipation
Kolmogorov在1941年提出的湍流理论是基于一个假设，即小尺度的统计特性是由运动粘度和平均能量耗散率唯一决定的。朗道指出，局部的能量耗散率在大尺度上会在空间中波动，因此会影响小尺度的统计。实验上，我们证实了这种大尺度波动的意义，这是可比的能量耗散的平均速率在典型的尺度为含能量的漩涡。该意义与雷诺数和湍流产生的结构无关。随着尺度r的增大，超过最大含能涡旋的尺度，涨落的尺度变为r^-1/2，并接近高斯。我们还证实，大规模的波动影响小规模的统计。
2005-12-03 physics.flu-dyn
Rough-conduit flows and the existence of fully developed turbulence
人们普遍认为，在高雷诺数（Re）下，所有的湍流都接近由速度波动的独特的、与Re无关的统计数据定义的“充分发展的湍流”状态。然而，对速度波动的直接测量未能得出充分发展的湍流存在的明确的经验证据。在这里，我们将粗糙管道流的摩擦系数（$f$）与速度波动的统计数据联系起来。根据$f$的实验测量，我们的结果产生明确的证据充分发展的湍流的存在。
2005-08-14 physics.flu-dyn
Distribution of Magnetic Discontinuities in the Solar Wind and in MHD Turbulence
通过测量磁场矢量在时间间隔Δ t期间经历的旋转Δ θ给出的磁场方向上的波动，研究了太阳风中磁不连续性的统计特性。我们表明，旋转的概率密度函数，P（三角洲θ），可以描述一个简单的模型，其中的磁场矢量旋转的相对增量（三角洲B）/B是对数正态分布。我们发现增量的概率密度函数P（（Delta B）/B）具有显著的标度性质：归一化变量x=[（Delta B）/B]*[（Delta t）/（Delta t_0）]^-a对于所有时间间隔Delta t都具有普适对数正态分布。然后，我们比较测量的太阳风与直接数值模拟的磁流体动力学（MHD）湍流。当相应地选择导磁场与涨落之比B_0/b_rms时，我们发现在两种情况下得到的P（Δ θ）很好地一致。然而，在惯性间隔相对有限的MHD模拟中，P（（Delta B）/B）的标度不变性被打破，这导致P（Delta theta）与测量间隔的标度不同于太阳风。
2012-10-12 astro-ph.SR nlin.CD physics.flu-dyn
Fluctuation-induced forces in homogeneous isotropic turbulence
理解非平衡系统中的力产生是统计物理学中的一个重大挑战。我们发现了一个令人惊讶的波动诱导力的两个板沉浸在均匀的各向同性湍流使用直接数值模拟。力是板分离的非单调函数。力产生的机制揭示了一个有趣的类比与波动引起的力量：在流体中的能量是本地化的高涡度区域，或“蠕虫”，其中有一个特征的长度尺度。力的大小取决于板内的蜗杆的包装，当板分离与特征蜗杆长度相当时达到最大力。我们的研究的一个关键含义是，在一个积极的或非平衡系统的长度尺度相关的能量分配决定力的产生。
2018-11-18 physics.flu-dyn
Non-equilibrium fluctuations of the direct cascade in Surface Quasi Geostrophic turbulence
本文通过高分辨率直接数值模拟研究SQG湍流中表面势能通量的时间涨落，发现能量收支瞬时不平衡会产生谱的次主导修正，并利用多尺度方法与量纲闭合推导出适用于α-湍流的幂律修正理论预测，同时提出可推广的平衡与非平衡贡献分离方法。
2024-06-11 physics.flu-dyn
Experimental investigation of the turbulence induced by a bubble swarm rising within an incident turbulence
本文报道了在均匀各向同性湍流中，在高雷诺数下上升的均匀气泡群的流动特性的实验表征。气泡注入前载流的气体体积分数α和速度波动分别在0% <α < 0.93%和2.3 cm/s < urms < 5.5 cm/s范围内变化。所谓的气泡参数用于比较由气泡产生的动能与由入射湍流产生的动能的比率，并且在0到1.3之间变化。有条件的测量气泡在垂直方向上的下游的速度场，使我们能够解开三个区域，具有特定的统计特性，即主唤醒，二次唤醒和远场。虽然在初级尾流的波动类似于一个单一的气泡在静止的液体中上升，在远场的速度波动的统计遵循高斯分布，类似于均匀和各向同性的湍流在最大尺度上产生的一个。在二次尾流区，速度波动的条件概率密度函数（pdf）是不对称的，并显示出指数尾的正波动和高斯一个负波动。因此，总搅拌的结果从这三个贡献的组合，并主要取决于气泡参数。
2017-06-08 physics.flu-dyn
Probability density function of turbulent velocity fluctuation
本文对网格湍流的速度脉动概率密度函数进行了系统的实验研究。在离网格很小的距离处，湍流仍在发展，PDF是亚高斯的。在中等距离处，湍流充分发展，PDF是高斯的。在大距离处，湍流已经衰减，PDF是超高斯的。速度波动的傅立叶变换总是具有高斯PDF。在距离网格的中间距离处，傅立叶变换在统计上彼此独立。这是速度涨落高斯性的充分必要条件。在小距离和大距离处，傅立叶变换是相关的。
2002-03-11 physics.flu-dyn
Model for the structure function constant for index of refraction fluctuations in Rayleigh-Benard turbulence
本文基于均匀各向同性、产生耗散平衡、惯性区存在及单涡旋翻转时间耗散等假设，建立了Rayleigh-Bénard湍流折射率起伏结构函数常数模型，预测其与Rayleigh数无关，并通过伪谱法和有限体积法数值模拟验证了模型。
2023-10-30 physics.flu-dyn
Detonation initiation by compressible turbulence thermodynamic fluctuations
理论和计算已经确定，由反应气体混合物中的热点产生的热力学梯度可以导致自发爆轰引发。然而，目前的层流理论的温度梯度起爆机制是有限的理想化的物理配置。因此，它只能预测在静止的气体，其中一个孤立的热点形成的时间尺度短于气体的化学和声学时标的爆震发作的条件。在这项工作中，我们将层流温度梯度机制扩展到一个统计模型，用于预测经历可压缩各向同性湍流波动的自燃气体的爆炸性。可压缩湍流形成具有紧密间隔的局部最小值和最大值的非单调温度场，其在一系列时间尺度上演变，包括那些比化学和声学时间尺度大得多的时间尺度。我们研究的实用性，通过直接数值模拟的可压缩各向同性湍流预混氢-空气反应物的一系列条件下，适应的统计模型。我们找到了强有力的，但不是决定性的，证据表明，该模型可以预测的程度，在一个autoigraphy气体由于重燃引起的热力学梯度的可爆性。
2019-11-22 physics.flu-dyn
How tracer particles sample the complexity of turbulence
示踪粒子在湍流中像坐过山车一样，对底层场在空间和时间上的波动进行采样。在各种各样的湍流中，与粒子和场统计相关的定量分析仍然是一个基本的挑战。我们量化示踪粒子样本湍流表示其时间的速度波动的空间速度场波动的有效概率采样。为了证实我们的理论，我们研究了一套广泛的直接数值模拟的流体动力学湍流覆盖泰勒尺度雷诺数范围从150到430。我们的方法允许从流场统计知识的颗粒统计的评估，因此开辟了新一代的模型在复杂的流动中的运输途径。
2018-01-08 physics.flu-dyn
Momentum flux fluctuations in wall turbulence: a formula beyond the law of the wall
在壁湍流内，存在一个子层，其中流向动量的平均壁法向通量是恒定的，并且与平均流向速度的对数壁法向剖面有关。这种关系，即，利用壁面法估算壁面平均应力。然而，动量通量表现出很大的时间波动。为了将它们理论上与壁面相同位置处的流向速度相关，我们考虑了流向和壁面法向速度平面上波动的正交分解。由于一个大的时间尺度预计将占主导地位的动量通量的组成部分，它是挑选出来的时间平滑。所得公式与风洞中边界层的时间序列数据一致。我们还将公式推广到热分层的情况。
2022-02-27 physics.flu-dyn
Velocity statistics inside coherent vortices generated by the inverse cascade of $2d$ turbulence
本文分析了有限箱中二维（$2d$）湍流中由于逆叶栅而产生的相干涡内的速度脉动。正如我们在\cite{16KL}中所证明的，在\cite{14LBFKL}中建立的通用速度剖面对应于流动波动的被动状态。利用该性质可以计算普适区域中速度涨落的关联函数。我们目前的计算结果表明，一个非平凡的缩放的结构功能。此外，计算还揭示了结构函数的强各向异性。
2016-09-04 physics.flu-dyn
Patchy Polymeric Scalar Turbulence
Complex Fluids and Flows Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（复杂流体与流动单元，冲绳科学技术大学院大学）
研究揭示聚合物湍流在低至中等Schmidt数下混合效率低于牛顿湍流，其标量波动呈现更小的强度和更平滑的边界特征。
2026-04-13 physics.flu-dyn
Lagrangian statistics of pressure fluctuation events in homogeneous isotropic turbulence
从两个DNS数据库（其中$\mbox{Re}_λ$等于150和418）获得的均匀和各向同性湍流场与随局部流体速度移动的点粒子一起播种，以获得拉格朗日压力历史。受空化初生建模的启发，计算了这些颗粒经历低压波动的事件的统计数据，通过波动的幅度和持续时间进行参数化。主要结果是这些事件的平均频率和持续时间的概率分布，这是预测价值。这些平均频率和压力概率密度函数之间也建立了联系，从而证明了文献中提出的实验方法。进一步分析的数据表明，非常低的压力事件的发生是高度间歇性的，并与蠕虫状的旋涡结构的长度相媲美的整体规模的流量。
2019-07-16 physics.flu-dyn
The role of microscopic fluctuations in transition prediction
在剪切流中，通常公认的向湍流转变的描述要求存在外部扰动源，该扰动源通过基本上线性的机制被放大，直到发生湍流破裂。微观波动显示在这里提供了正确的数量的初始扰动，以匹配线性稳定性理论的预测。
2008-04-13 physics.flu-dyn
Scaling turbulence in the near-wall region
本文推导出新的速度尺度，使近壁区流向湍流脉动剖面与雷诺数无关，并揭示壁面剪切应力脉动及大涡对近壁湍流分布的关键作用。
2021-03-12 physics.flu-dyn
Statistical mechanics and large-scale velocity fluctuations of turbulence
湍流表现出显著的速度波动，即使规模比能量供应的规模大得多。由于任何空间相关性都可以忽略不计，这些大尺度波动具有许多自由度，因此类似于统计力学中研究的热波动。通过使用这个类比，我们描述了大尺度的湍流波动的形式主义，具有相同的数学结构，用于规范的合奏在统计力学。给出了脉动能量分布的普遍规律，并通过各种湍流的实验得到了证实。因此，通过大尺度涨落，湍流与统计力学有关。
2011-11-19 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Fluctuation-theorem and extended thermodynamics of turbulence
湍流是不平衡的，因为大尺度的能量供应和小尺度的粘性耗散在所有尺度之间产生了能量的净转移。在这里，能量级联近似的前向漂移和扩散，恢复公认的湍流唯象理论的组合贡献。波动定理（FT），然后示出描述的前向和后向能量转移的尺度统计和它们的连接到不可逆性和熵产生。由此产生的湍流熵可以用来建立一个扩展的湍流热力学。
2020-05-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Vortex-density fluctuations, energy spectra and vortical regions in superfluid turbulence
在超流湍流中，能谱的测量和涡密度涨落谱的测量似乎是相互矛盾的。使用一个数值模型，我们表明，在每一个时刻的总涡线密度可以分解成两部分：一个形成的亚稳态束相干涡，和一个在其中的涡是随机取向。我们发现，前者是负责所观察到的Kolmogorov能谱，和后者的涡旋线密度波动的频谱。
2012-10-10 cond-mat.other physics.flu-dyn
Molecular Fluctuations Inhibit Intermittency in Compressible Turbulence
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；San Jose State University（圣何塞州立大学）
分子波动抑制压缩湍流中的间歇性，改变化了耗散范围内的湍流统计特性。
2025-11-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Cosmic rays density fluctuations with turbulence universal spectrum -8/3
Obukhov Institute of Atmospheric Physics RAS（俄罗斯科学院奥布霍夫大气物理研究所）
基于可压缩湍流解析理论与CR动力学双流体模型，研究获得CR密度涨落的湍流普适标度律-8/3，揭示其起源与CR介质非线性简单波在拉莫尔半径尺度附近破裂相关。
2026-10-12 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Investigating nonlinearity in wall turbulence: regenerative versus parametric mechanisms
与平均流的非正态性相关的线性增长过程和在波动之间传递能量的非线性相互作用都有助于维持湍流。然而，缺乏对它们在维持动荡状态方面进行合作的机制的详细了解。在这份报告中，我们研究波动波动非线性的作用，通过改变相关的长期在库埃特流湍流的动力学的大小，以确定这种非线性组件如何帮助维持和确定的结构的湍流状态，特别是这种机制是参数或再生。在确定了支持Navier-Stokes湍流中的波动场的机制是参数化的之后，我们研究了湍流的波动分量在依赖于时间的平均流中由参数增长维持的机制，通过使用依赖于时间的预解式的分析来检查频域中的参数增长机制。
2022-11-26 nlin.CD physics.flu-dyn
Method to measure efficiently rare fluctuations of turbulence intensity for turbulent-laminar transitions in pipe flows
管流中湍流强度在临界雷诺数附近的波动是很难研究的，但却很重要，因为它们与湍流-层流转变有关。在这里，我们提出了一个稀有事件采样方法来研究这种波动，以有效地测量过渡的时间尺度。该方法由两部分组成：（i）典型波动的测量（累积概率函数的主体部分）和（ii）罕见的波动的测量（概率函数的尾部）通过采用动态的雷诺数的闭环控制。我们将这种方法应用于巴克利提出的湍流喷流的混沌模型，并确认湍流衰减的时间尺度即使对于高雷诺数Re = 2500，也是超指数增长的，其中通过蛮力计算获得足够的统计数据是困难的。该方法使用一个简单的程序，甚至可以应用到实验中改变雷诺数。
2017-12-15 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Effects of shear flows on the evolution of fluctuations in interchange turbulence
本文用非微扰方法研究了不同类型的剪切流对交换湍流中涡量和粒子密度脉动演化的影响。对于相同的剪切强度，密度的运输是减少流光比纬向流，纬向流导致振荡死亡。在无粘性极限下，涡量（密度）由于流束或纬向流而按幂律增长（衰减），由于纬向流和流束的组合效应而按指数增长（衰减），并具有相同的剪切符号。带向流和带向流具有相反的剪切符号，导致多个频率的振荡。
2017-11-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Fluctuation Relations at Large Scales in Three-Dimensional Hydrodynamic Turbulence
本研究通过大量直接数值模拟验证了三维湍流中大尺度速度模式的涨落-耗散关系和涨落定理，进一步证实大尺度模式遵循平衡动力学，并提供了表征能量注入的新工具。
2023-11-24 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Sub-Kolmogorov-Scale Fluctuations in Fluid Turbulence
我们与湍流中的速度梯度的间歇性波动的一个整体范围内的局部耗散尺度概括的图片一个单一的平均耗散长度。这些局部耗散尺度作为雷诺数的函数的统计分布是在强迫均匀各向同性湍流的数值模拟中确定的，该数值模拟具有以前从未应用过的光谱分辨率，该光谱分辨率超过标准分辨率至少八倍。尺度分布的核心与理论预测一致。雷诺数的增加导致产生更精细的局部耗散尺度。这与耗散范围内大波数能谱的不太陡峭的衰减一致。最高泰勒微尺度雷诺数R_lambda=107的能谱没有显示出瓶颈。
2007-10-22 nlin.CD physics.flu-dyn
Scaling Laws of Turbulence and Heating of Fast SolarWind: The Role of Density Fluctuations
磁流体力学中不可压缩的各向同性湍流可以用尺度能流的精确关系来描述。最近，在太阳系探测器观测到的太阳极上方的太阳风中观测到了这种类似于雅格隆的标度律，其中湍流处于阿尔夫维尼状态。一个类似的唯象标度律，适当修改，以考虑可压缩波动，更频繁地观察到在同一数据集。大尺度的密度涨落，尽管幅度很小，但在湍流的基本标度性质中起着至关重要的作用。此外，在压缩情况下的湍流级联率可以提供考虑非绝热太阳风的局部加热所需的能量耗散。
2010-03-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
Vortex density fluctuations in quantum turbulence
我们计算的频谱的湍流超流涡密度波动，并获得相同的Kolmogorov标度已在最近的实验中观察到的氦-4。我们表明，缩放可以解释的光谱重新连接的材料线。计算是使用涡树算法，大大加快了毕奥-萨伐尔积分的评价。
2011-08-04 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Momentum flux fluctuations in wall turbulence formulated along the distance from the wall
本文通过分解并平滑速度涨落，建立了壁湍流动量通量涨落随壁面法向距离变化的定律，并将其与流向速度方差剖面关联，经实验和现场数据验证可用于数值模拟壁面建模。
2023-06-08 physics.ao-ph physics.flu-dyn
The temperature spectrum generated by frictional heating in isotropic turbulence
在每一个具有非零粘度的湍流中，热由粘性摩擦产生。然后，这些热量被速度场混合。我们考虑如何产生这种方式的热波动注入和分布在各向同性湍流的长度尺度。一个三元封闭推导和数值积分。它示出了如何的热波动谱依赖于雷诺数和普朗特数。
2014-02-13 physics.class-ph physics.flu-dyn
The Increase of the Airfoil Trailing Edge Noise and Unsteady Surface Pressure due to High Inflow Turbulence
人为因素，特别是视觉影响和噪音产生，是目前更广泛的城市风能开发的主要限制。由与翼型表面相互作用的湍流边界层引起的后缘噪声是现代水平轴和垂直轴风力机的主要噪声源。低入流紊流度不影响后缘噪声。然而，高湍流强度的入流具有可穿透边界层的流动结构，从而增加了边界层内的速度波动，并因此增加了壁压波动和后缘噪声。本研究调查了在城市地区大气边界层中观察到的高自由流湍流对后缘噪声产生的影响。这是通过测量当翼型受到高流入湍流时，边界层内湍流的增量和后缘附近的表面压力波动来进行的。在特文特大学的气动声学风洞中对NACA 0012翼型进行了紊流来流的实验测量。实验的弦基雷诺数范围为170 x 10^3至500 x 10^3。结果表明，高来流湍流度显著增加了整个边界层的速度脉动和积分长度尺度，导致自由流湍流度为10%和20%时，表面压力谱在整个频率范围内分别增加了6 dB和10 dB以上。10%自由流湍流仅在低频率范围内增加速度波动，而20%流入湍流影响整个频率范围内的速度谱，增加湍流的最小结构的尺寸。应用Amiet理论预测了飞机尾缘远场噪声。
2021-08-04 physics.app-ph physics.flu-dyn
Hidden drifts in turbulence
本文定义并讨论了二维湍流中隐漂的概念。这些是轨迹的有序分量，平均为零，不产生直接传输。它们的影响表现在湍流的演变中，作为一种特殊类型的通量，它包括在相反方向上的正波动和负波动的平均运动。我们表明，这些通量有重要的非线性效应在湍流流体和封闭的等离子体。在第一种情况下，它们通过根据涡度波动的符号分离涡度波动的过程，以牺牲小尺度波动为代价来确定大尺度涡度和速度的增加。在第二种情况下，它们提供了一种机制，为纬向流的产生和涡通量，影响剪切旋转的等离子体。
2018-10-24 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Electromotive force due to magnetohydrodynamic fluctuations in sheared rotating turbulence
本文在二阶关联近似下计算了一般小尺度磁流体动力学湍流的平均电动势。为了增进对吸积盘发电机的了解，包括了小尺度磁波动、速度梯度、密度和湍流分层以及旋转所产生的影响。补充数值结果的主要结果是，由于磁场波动引起的非对角湍流电阻率可以产生大规模的发电机作用--“剪切电流”效应的磁模拟。此外，考虑到在盘的分层区域中的$α$效应，给出了一个令人困惑的结果，即对于$α$的符号没有强有力的预测，因为由于动力学和磁波动的效应，以及由于剪切和旋转的效应，每个都是相反的符号，并且倾向于相互抵消。
2015-08-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Characterizing Elastic Turbulence in Channel Flows at Low Reynolds number
实验研究了低雷诺数下粘弹性流体在平行剪切几何体中的流动。由于流动通过非线性亚临界不稳定性变得不稳定，测速测量显示在宽范围的频率和波长的非周期性波动，与弹性湍流的主要特征一致。使用相同的实验装置，我们比较这些功能的圆柱体周围的流动，这是上游的平行剪切区域，我们发现显着差异的功率谱标度，不稳定性统计，和流动结构。我们提出了一个简单的机制来解释平行剪切流中的速度波动的增长聚合物拉伸由于流向速度梯度的波动。
2017-07-25 nlin.CD physics.flu-dyn
Density Fluctuations and Energy Spectra of 3D Bacterial Suspensions
我们实验研究了不同浓度的散装\textit{E. coli}悬浮液的密度涨落和能谱。我们的研究结果验证了预测的三维（3D）湿活性流体巨数波动的标度律。我们发现，这样的标度行为持续在小尺度下，即使在低浓度悬浮液远低于过渡浓度，以积极的湍流。我们的实验也支持对稀释的推泳者的能谱的预测，并说明了密集的细菌悬浮液在散装限制的主动湍流的光谱特性。通过比较活跃湍流中的密度波动和动能，我们确定了一个普遍的密度无关和尺度不变的两个量之间的相关性在很宽的长度尺度。
2021-10-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Statistical analysis of wind speed fluctuation and increments of non-stationary atmospheric boundary layer turbulence
本文研究了大气边界层风速水平分量的统计特性。出于它的非平稳性，我们研究哪些参数保持不变，或可以被视为是分段常数，并解释如何估计它们。我们将验证自然大气边界层湍流是由连续发生的接近理想湍流的不同参数组成的图像。第一个重点放在风速的波动周围的平均行为。我们描述了一种方法估计的标准偏差的波动和平均风速之间的比例因子，并分析其时间依赖性。第二个重点是风速增量。我们调查的增量分布，并使用基于超统计的算法来量化的时间依赖性的参数描述的分布。应用所介绍的工具产生了一个全面的描述风速在大气边界层。
2008-11-20 physics.ao-ph physics.data-an physics.flu-dyn
Intermittency, fluctuations and maximal chaos in an emergent universal state of active turbulence
本文研究低雷诺数活性悬浮液流体力学模型，发现在超过临界活性时会涌现具有普适谱标度和间歇性涨落的渐近态，该状态类似于高雷诺数惯性湍流，且极大混沌态与该相变密切相关。
2022-07-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.bio-ph
Response function of turbulence computed via fluctuation-response relation of a Langevin system with vanishing noise
对于充分发展的湍流的壳模型和傅立叶空间中的不可压缩纳维-斯托克斯方程，当将高斯白噪声人为地添加到每个模式的方程中时，通过应用为非平衡Langevin系统开发的方法[Harada和Sasa，Phys. Rev. Lett. 95，130602（2005）]。我们数值验证壳模型的情况下，推导出的响应函数的表达式，作为噪声趋于零，收敛到无噪声的壳模型的响应函数。
2014-06-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Microscopic and Macroscopic Rayleigh-Benard Flows : Continuum and Particle Simulations, Turbulence, Fluctuations, Time Reversibility, and Lyapunov Instability
我们讨论的不可逆性，非局部性，和波动，以及Lyapunov和流体动力学不稳定性特征原子，光滑粒子，和有限差分解决方案的二维瑞利-贝纳德问题。为了加快数值分析，我们控制的瑞利数的时间依赖性，以便包括许多不同的流动形态在一个单一的模拟。这些计算算法的相对简单的性质和丰富的结果，他们可以产生这样的研究和他们的解释特别适合研究生水平的研究。
2012-05-21 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Intermittent fluctuations determine the nature of chaos in turbulence
本研究利用多体混沌去相关器分析充分发展湍流中 Lyapunov 指数对 Reynolds 数的标度，测得 α=0.59±0.04，并证明其偏离 Kolmogorov 平均场预测源于速度梯度张量的间歇性涨落。
2025-05-14 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
The statistics of a passive scalar in field-guided magnetohydrodynamic turbulence
磁化等离子体湍流的各种研究调用理论的湍流波动的一个被动标量平流。例子包括模拟星际介质中的电子密度波动，了解星系团和星系间介质的化学成分，并测试磁流体动力学湍流的流行现象学理论。虽然被动标量湍流已被广泛研究的流体动力学的情况下，其对应的MHD湍流是显着不太好理解。在这里，我们进行了一系列的高分辨率直接数值模拟不可压缩，场引导，MHD湍流，以建立被动标量演化的基本属性。我们研究了标量的各向异性，建立了类似于Yaglom定律的标度关系，并测量了被动标量统计量的不对称性。我们还评估在何种程度上的伪阿尔芬波动强MHD湍流可以模拟为一个被动标量。结果表明，被动标量在MHD湍流的动力学是相当复杂的比在流体动力学的情况下。
2014-09-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Tangling clustering of inertial particles in stably stratified turbulence
我们在理论上预测和检测实验室实验中的一种新类型的粒子集群（纠缠集群的惯性粒子）在一个稳定的分层湍流与强加的平均垂直温度梯度。在该分层湍流中，平均颗粒数密度的空间分布由于湍流热扩散现象而不均匀，这导致形成平均颗粒数密度的梯度\nabla N，并且通过梯度\nabla N与速度波动的缠结而产生颗粒数密度的波动。平均温度梯度\nabla T通过梯度\nabla T与速度波动的纠缠而产生温度波动。这些波动在小尺度上增加了粒子簇的形成速率。在实验室分层湍流中，这种缠结聚集比在等温湍流中观察到的纯惯性聚集有效得多。特别是，在我们的实验中，在振荡网格等温湍流在空气中没有施加平均温度梯度，惯性集群是非常弱的直径为10微米和雷诺数Re =250的固体颗粒。我们的理论预测是在一个很好的协议所获得的实验结果。
2010-03-17 astro-ph.EP nlin.CD physics.ao-ph
Magnetic dynamo action in astrophysical turbulence
本文在Kazantsev Kraichnan模型的框架下研究了湍流速度涨落放大的磁场的结构。我们考虑Kolmogorov分布的速度波动，并假设雷诺数和磁雷诺数都很大。我们提出了完整的数值解的模型的光谱和增长率的磁波动。我们认为天体物理相关的限制大，小磁普朗特数，并解决螺旋和非螺旋的情况下。
2009-04-11 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Tangling clustering instability for small particles in temperature stratified turbulence
我们研究了有限相关时间较小的温度分层湍流中的颗粒聚集。结果表明，温度分层湍流强烈地增加了颗粒速度场的可压缩程度。这导致即使对于小颗粒，缠结聚集不稳定性的激发阈值也大大降低。温度层结湍流中的缠结团簇不稳定性与非层结各向同性和均匀湍流中的惯性团簇不稳定性有着本质的区别。惯性团簇不稳定性是由湍流涡旋的离心作用引起的，而缠结团簇不稳定性的机制则与速度脉动对平均温度梯度的缠结所产生的温度脉动有关。温度波动产生压力波动，并在压力波动增加的区域引起颗粒聚集。结果表明，纠缠团簇不稳定性的增长率远大于惯性团簇不稳定性的增长率。结果发现，依赖于参数的湍流和平均温度梯度有一个优先的颗粒尺寸，在该颗粒聚集由于缠结集群不稳定性是更有效的。在这种不稳定性饱和后，团簇内的粒子数密度可以比平均粒子数密度大几个数量级。它还表明，液滴的蒸发急剧改变缠结集群的不稳定性，例如，它增加了液滴半径的不稳定性阈值。缠结成簇不稳定性是非常重要的，例如，大气湍流和逆温现象。
2013-06-25 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
On the Existence of Fast Modes in Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence
通过对可压缩和不可压缩驱动条件下三维可压缩MHD湍流中快磁声模的存在性和性质进行了数值模拟。我们使用两种方法来确定快速模式的存在：仅基于空间变化的模式分解和所有波动的时空4D-FFT分析。后者的方法使我们能够量化的波动，满足色散关系的快速模式与有限的频率。总体而言，我们发现，通过时空4D FFT方法识别的快速模式在总波动功率中的比例对于几乎不可压缩的驱动是微小的，或者对于高度可压缩的驱动是~2%。我们讨论了我们的结果的影响，了解空间和天体物理等离子体中的可压缩波动。
2022-01-20 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
