On the universality of small scale turbulence
本文对雷诺数（Re）在8500 ~ 10^6范围内变化的低温自由射流中的一组测量结果，研究了小尺度湍流的普遍性。传统的用结构函数或概率密度函数分析速度增量统计量的方法被一种基于随机马尔可夫过程理论的新方法所取代。它通过在几个尺度上找到速度增量的联合概率来获得更完整的表征。基于这种更精确的方法，我们的结果对普遍性的概念提出了质疑。
2001-09-20 physics.flu-dyn
Introduction of longitudinal and transverse Lagrangian velocity increments in homogeneous and isotropic turbulence
基于几何考虑，纵向和横向拉格朗日速度增量被引入作为在时间尺度τ期间沿着和垂直于流体颗粒的位移的分量。有人认为，这两个增量探头优先拉伸和自旋的物质流体元素，分别。这个性质可以通过检查以流的局部拓扑为条件的这些增量的方差来证实（在τ为零的极限下）。有趣的是，这些纵向和横向拉格朗日增量被发现共享一些定性特征与他们的欧拉同行。特别是，在湍流雷诺数高达300的直接数值模拟表明，纵向增量的分布是负倾斜的所有τ，这是拉格朗日框架中的湍流的时间不可逆性的签名。横向增量被发现比纵向增量更间歇，量化的比较各自的平坦度和缩放定律。虽然性质不同，但标准拉格朗日增量（投影在固定轴上）表现出非常接近横向拉格朗日增量的标度特性。
2014-12-01 nlin.CD physics.flu-dyn
Critical Exponents and Universality in Fully Developed Turbulence
用多重分形耗散场模型给出了描述耗散ε标度形式的临界指数σ的详细结构，该结构似乎对完全不同的流体动力学充分发展湍流（FDT）系统表现出有趣的普适性。这一结果似乎也提供了一个一致的框架分类的耗散场到临界，亚临界和超临界的情况下。讨论了这些情况下的FDT问题。
2005-01-19 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Lagrangian Irreversibility and Eulerian Dissipation in Fully-Developed Turbulence
我们在最近结果的背景下重新讨论拉格朗日不可逆性问题[Xu，et al.，PNAS，111，7558（2014）]的飞行坠毁事件在湍流，并显示如何极端事件的欧拉耗散统计与功率波动的跟踪轨迹的统计。令人惊讶的是，我们发现，在激烈的耗散区的粒子轨迹占主导地位的能量增益比能量损失急剧，相反，飞行坠毁，通过压力梯度驱动的起飞现象。我们的结论是合理的分析数据从模拟的三维间歇性湍流，以及从非间歇性抽取流。拉格朗日不可逆性被发现，即使在后者的情况下，其中的耗散率的波动被证明是相对温和的，并遵循概率分布函数与指数尾巴。
2020-04-14 nlin.CD physics.flu-dyn
Comment on the paper 'Saturation and Multifractality of Lagrangian and Eulerian Scaling Exponents in Three-Dimensional Turbulence'
评论Buaria与Sreenivasan关于三维湍流标度指数饱和与多重分形性的论文，指出其结果的物理解释。
2024-02-06 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Single particle Lagrangian dispersion in Bolgiano turbulence
本文研究了二维湍流对流中Bolgiano-Obukhov区的单颗粒弥散。与显示经典K41现象的流中的色散不同，这里，对拉格朗日速度波动的主要贡献由最大的涡给出。这意味着对于时间间隔$t$中的典型速度波动，时间上的线性行为。局部涡（即具有$t$阶的特征时间）对拉格朗日速度波动的贡献，其空间/时间标度由Bolgiano-Obukhov理论决定，因此标准拉格朗日统计观测量无法检测到。为了解开的贡献所产生的大涡从本地涡，一个策略的基础上退出时间统计已成功地利用。因此，博尔基亚对流中的拉格朗日速度增量提供了一个与\emph{more than smooth}波动信号相关的物理示例。
2006-10-25 nlin.CD physics.flu-dyn
Eulerian-Lagrangian scaling of the Lyapunov exponent in homogeneous turbulence
该研究通过启发式 Eulerian-Lagrangian 推导给出均匀湍流最大 Lyapunov 指数及不确定性场积分长度的新标度关系，并用周期性湍流模拟验证。
2025-07-26 nlin.CD physics.flu-dyn
Self-Similarity and Universality in Rayleigh-Taylor, Boussinesq Turbulence
我们报告和讨论的Rayleigh-Taylor不稳定性的Boussinesq，不可压缩制度发展到湍流的案例研究模拟。我们的主要重点是对已经发展和增长的尺寸混合区内部的密度和速度波动进行统计分析。新的观测报告中的手稿关注的速度和密度波动谱内的混合区快照的自相似性，独立的水平切片水平的频谱，和普遍性显示在一个虚拟的独立的内部结构的混合区，测量在重新缩放的空间单位，初始界面扰动。
2008-08-14 physics.flu-dyn
Intermittency and universality in a Lagrangian model of velocity gradients in three-dimensional turbulence
基于最近提出的一个速度梯度张量演化模型，讨论了水动力湍流中不稳定性的普遍性。三种可能的版本的模型进行了研究不同的假设相关的时间尺度和强迫强度。数值试验表明，三个模型变体得到了相同的（普遍的）反常相对标度指数。横向速度梯度比纵向速度梯度更具有间歇性，而耗散和涡度拟能尺度具有相同的指数。结果是一致的普遍性的不稳定性和相对标度指数，并建议这些都是由自拉伸条款，是相同的，在每个变体的模型。
2007-05-12 physics.flu-dyn
Universality in Decaying Turbulence at High Reynolds Numbers
流体湍流理论的一个标志是在大能量注入尺度和小能量耗散尺度之间的惯性范围内空间中两点之间的速度差统计的普适幂律缩放。即使在现有的最高雷诺数下，实验室和自然流动中，这种普遍的幂律也没有令人信服地证明。在这里，我们表明，衰减的主动网格湍流的马克斯普朗克变密度湍流风洞的速度差统计在高雷诺数不表现出幂律，但有一个通用的功能形式的雷诺数无关。我们分开这个功能的形式幂律指数和讨论湍流建模的潜在后果。
2021-12-13 physics.flu-dyn
Lagrangian intermittency and vertical confinement in stably stratified turbulence
本研究通过分析不同分层强度下均匀分层湍流的拉格朗日速度统计，揭示了轨迹垂直约束增强和水平方向的高阶间歇性，强调了浮力对拉格朗日动力学的重要作用。
2025-03-28 physics.flu-dyn
Universality and Thermodynamics of Turbulence
利用实验中的SPIV技术和对纳维-斯托克斯方程的直接数值模拟，研究了欧拉速度结构函数的普适性.我们表明，数值和实验的速度结构函数的顺序9遵循对数的普遍性，我们发现，他们崩溃的一个普遍的曲线，如果我们使用的单位，包括对数依赖于雷诺数。然后，我们调查的意义和后果，这样的日志的普遍性，并表明，它是连接到一个“多重分形自由能”的属性，基于多重分形和热力学之间的类比。我们发现，在这样一个框架中，一个波动的耗散尺度的存在与描述粗糙的速度场与不同的霍尔德指数的relaminarisation的相变。这样的相变已经被观察到使用拉格朗日速度结构函数，但到目前为止被认为是遥不可及的欧拉数据。
2019-03-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Lagrangian Manifestation of Anomalies in Active Turbulence
我们表明，拉格朗日测量在活跃的湍流承担印记的湍流和异常的条纹流体动力学导致自我选择的持久的轨迹-利维走-扩散的。这种新兴的动力学异质性导致超扩散的第一通道分布，这可能导致生物学上有利的运动。然后，我们超越了单粒子的统计表明，对色散问题，以及，主动流与惯性湍流是不一致的。我们相信，我们的研究将很容易为实验提供信息，以确定各种活跃流中异常行为的普遍性程度。
2022-08-25 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Lagrangian Investigation of Two-Dimensional Decaying Turbulence
我们提出了一个数值研究的二维衰减湍流的拉格朗日框架。聚焦于单粒子统计，我们调查拉格朗日轨迹在一个自由发展的湍流速度场。相干结构的出现和演化强烈地支配着示踪粒子的动力学演化。对于统计分析，我们专注于拉格朗日加速度作为一个中心量。对于更多的几何方面，我们调查的曲率沿轨迹。我们发现了自相似普遍行为的强签名。
2007-09-05 physics.flu-dyn
Lagrangian Statistics for Navier-Stokes Turbulence under Fourier-mode reduction: Fractal and Homogeneous Decimations
本文研究了傅立叶模约化条件下三维流动中的小尺度高频湍流脉动。纳维-斯托克斯方程是在一组有限的模式上发展的，这些模式是作为在分形或齐次傅立叶集上的投影而获得的。我们发现一个强大的灵敏度（减少）的拉格朗日速度波动的高频可变性的模式抽取的程度，类似于已经报道的欧拉统计。这是量化的趋势，对一个准高斯统计，即，在所有尺度和频率下，这可以归因于涡丝的强烈消耗和涡拉伸机制。然而，我们发现，欧拉和拉格朗日系综仍然连接的维桥关系，这是独立的傅立叶模式抽取的程度。
2017-01-02 nlin.CD physics.flu-dyn
Mean-Lagrangian formalism and covariance of fluid turbulence
基于平均场的拉格朗日框架的流体湍流理论的发展。从平均速度中自然地引入了时空矢量流，它以与瞬时场完全等价的方式提供了基于平均场的拉格朗日图像。该框架一方面应用于单点闭合模型，给出了湍流粘弹性效应的客观表达式;另一方面，还讨论了两点闭合的应用，其中已知的拉格朗日相关的自然扩展是在扩展协方差组的基础上发现的。
2016-09-05 physics.flu-dyn
The Lagrangian picture of heat transfer in convective turbulence
我们提出了一个流体动力学的视频，说明了拉格朗日方面的局部热传递在湍流瑞利-贝纳德对流。数据是从直接数值模拟中获得的。
2009-09-03 physics.flu-dyn
Angular multiscale statistics of Lagrangian trajectories in turbulence
随后的颗粒位移增量之间的角度作为各向同性湍流中的时滞的函数进行评估。结果表明，这个角度的演变包含两个定义良好的幂律，反映了高雷诺数湍流的多尺度动力学。方向变化的概率密度函数是自相似的，并通过假设高斯性和独立的速度和拉格朗日加速度的解析导出的模型很好地近似。
2014-11-20 physics.flu-dyn
Velocity alignment explains Lagrangian irreversibility in turbulence
本文通过运动学分析证明，湍流中拉格朗日粒子的时间不可逆性源于时间反演方向上粒子相对速度对齐更好，从而解释了粒子在反向时间中分离更快的现象。
2025-03-15 physics.flu-dyn
Universality at the onset of turbulence in shear flows
剪切流中从静止层流到强烈波动湍流动力学的不稳定转变尽管有其实际的重要性和一个多世纪的深入研究，但仍然知之甚少。由于缺乏线性不稳定机制，以及在极长的寿命后可能发生的湍流灾难性崩溃，对转变过程的理论理解变得复杂。在三种不同的几何形状：管道，管道和槽道流动中，实验研究了接近发病的湍流。从湍流到层流的反向转变被观察到是剪切流的一般特征。在稍高的流速下发现一个临界点，其中流动的性质突然改变为扩展湍流的一般情况。与此相变的临界指数被发现是普遍的。这证实了20多年前基于流体湍流和统计物理学中离散模型之间的类比而提出的一个猜想。
2010-01-14 physics.flu-dyn
Lagrangian and Eulerian velocity structure functions in hydrodynamic turbulence
从纳维-斯托克斯方程出发，得到了充分发展流体湍流的拉格朗日和欧拉横向速度结构函数。结构函数服从惯性范围内的标度关系。标度指数的计算分析不使用尺寸的考虑。所得到的值是在一个非常好的协议与最近的数值和实验数据。
2009-11-19 physics.flu-dyn
A Corrsin type approximation for Lagrangian fluid Turbulence
在拉格朗日湍流中，人们面临着这样一个难题：尽管在二维欧拉湍流的逆叶栅中不存在不连续性，但二维纳维尔-斯托克斯流几乎与三维流一样是间歇性的。此外，惯性范围很难探测，它是否存在也值得怀疑。在这里，我们调查的过渡欧拉拉格朗日概率密度函数（PDF），导致一种新的类型的拉格朗日结构函数。这拥有一个扩展的惯性范围类似的情况下，示踪粒子在冻结的湍流速度场。这允许连接到欧拉横向结构函数的缩放。
2007-05-22 physics.flu-dyn
TURB-Lagr. A database of 3d Lagrangian trajectories in homogeneous and isotropic turbulence
本文提出TURB-Lagr，一个基于直接数值模拟的三维湍流拉格朗日轨迹开放数据库，包含约30万条轨迹，为湍流数据同化和拉格朗日特性研究提供新测试场。
2024-09-23 nlin.CD physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the small-scale statistics of Lagrangian turbulence
我们提供的证据表明，在高雷诺数拉格朗日湍流的试验粒子的加速度的小尺度统计正确描述Tsallis统计熵指数q=3/2。我们提出的理论论据，为什么Tsallis统计可以自然地出现在拉格朗日湍流，为什么在最小尺度q=3/2是相关的。从非广延模型导出了一个推广的Heisenberg-Yaglom公式。
2001-05-18 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Lagrangian Structure Functions in Turbulence: A Quantitative Comparison between Experiment and Direct Numerical Simulation
详细比较了湍流中拉格朗日速度结构函数的实验测量数据和数值模拟数据。通过整合实验和数值计算的信息，可以定量地了解各种时间尺度和雷诺数下的速度标度特性。实验和数值计算数据的拉格朗日速度增量的局部标度性质是在所有的时间滞后良好的定量协议。当测量接近Kolmogorov时间尺度或在更大的时间滞后时，不稳定性的程度发生变化。这项研究解决了实验和数值之间的明显分歧。
2007-08-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Degrees of universality in wave turbulence
研究揭示了强湍流中非局域性对自旋波湍流的影响，指出其非线性增强及临界平衡状态。
2025-12-04 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Density-PDFs and Lagrangian Statistics of highly compressible Turbulence
我们报告的概率密度函数（PDF）的质量密度在数值模拟的高度可压缩流体动力学流动和相应的结构形成的拉格朗日粒子平流的流动。数值模拟进行了$512^3$配置点和200万示踪粒子集成在几个动态时间。我们提出了拉格朗日示踪粒子的PDF和预测的对数正态分布的密度波动在等温系统之间的连接。
2007-07-12 physics.flu-dyn
Universality and Non-Universality in Distributed Nuclear Burning in Homogeneous Isotropic Turbulence
核燃烧在许多天体物理的恒星瞬变过程中扮演着重要的角色，包括热核、对不稳定性、核心坍缩超新星、千新星和超新星。湍流现在被理解为在这些天体物理瞬变中也起着关键作用。在这里，我们表明，湍流核燃烧可能会导致大的增强以上的均匀背景燃烧速率，因为湍流耗散引起的温度波动，在一般情况下，核燃烧速率是高度敏感的温度。我们推导出的结果的湍流增强的核燃速的强湍流的影响下，在均匀各向同性湍流的分布燃烧制度，使用概率分布函数（PDF）的方法。我们证明了在弱湍流极限下，湍流增强服从一个普适的标度律。我们进一步证明，对于广泛的关键核反应，如C $^{12}$（O $^{16}$，$α$）镁$^{24}$和三重$α$，即使是相对温和的温度波动，百分之十的顺序，可以导致1 - 3个数量级的湍流核燃烧速率的增强。我们验证了预测的湍流增强直接对数值模拟，并发现非常好的协议。我们还提出了一个估计的湍流爆轰起始的发病，并讨论了我们的研究结果的恒星瞬态建模的影响。
2020-02-05 astro-ph.SR nucl-th physics.flu-dyn
Lagrangian statistics in forced two-dimensional turbulence
我们报告的模拟二维湍流的逆能量级联制度。针对拉格朗日示踪粒子的统计特性，研究了速度脉动概率密度函数的标度行为。结果进行了比较，三维的情况下。特别是在补偿累积量方面的分析揭示了从一个强大的非高斯行为与大尾巴的高斯性的过渡。报告计算的关联函数的加速度组件揭示了示踪粒子的基本动力学。
2007-10-09 physics.flu-dyn
Anomalous scaling and universality in hydrodynamic systems with power-law forcing
本文讨论了幂律谱随机强迫下湍流系统中正常标度和反常标度之间的相互作用问题。我们考虑线性和非线性系统。对于线性情形，我们研究了被动标量在二维速度场的逆级联状态下的平流。对于非线性的情况下，我们回顾了最近的调查三维Navier-Stokes湍流，我们提出了新的定量结果的壳模型的湍流。我们表明，要得到坚定的声明是必要的，以达到相当高的决议，由于存在不可避免的副主导影响所有关联函数。所有的研究结果都支持了小尺度涨落反常标度的普遍性。
2004-01-14 nlin.CD physics.flu-dyn
Lagrangian structure functions in fully-developed hydrodynamical turbulence
从纳维-斯托克斯方程出发，导出了充分发展流体湍流惯性范围内的拉格朗日速度结构函数。当时间$τ$远小于关联时间时，结构函数服从标度关系$K_n(τ)\propto τ^{ζ_n}$ .标度指数$ζ_n$是解析计算的。所得到的值与Bodenschatz组\cite{Bod2}的独特实验结果惊人地一致。引入了拉格朗日位置结构函数$R_n(τ)$的新概念。所有的$R_n$的顺序$n>3$示出具有普遍的缩放。
2007-12-26 physics.flu-dyn
Experimental investigation into Lagrangian statistics of droplets in homogeneous isotropic turbulence
New Cornerstone Science Laboratory, Center for Combustion Energy, Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of MoE, Department of Energy and Power Engineering, Tsinghua University（清华大学能源与动力工程系，燃烧能中心，新Cornerstone科学实验室）；Department of Applied Physics and Science Education, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学应用物理与科学教育学系）；Department of Engineering Mechanics, School of Aerospace Engineering, Tsinghua University（清华大学航天航空学院工程力学系）
本研究通过实验探讨了均匀各向同性湍流中液滴的拉格朗日统计特性，发现液滴尺寸影响其动力学行为，为理解液滴-湍流相互作用提供了新视角。
2026-02-27 physics.flu-dyn
Coherent Lagrangian vortices: The black holes of turbulence
本文介绍了二维湍流相干物质涡的一个简单的变分原理。涡边界寻求封闭的平均拉格朗日应变的平稳曲线。这个问题的解决方案在数学上等价于宇宙学中黑洞周围的光子球。流体光子球满足显式微分方程，其最外极限环是最优拉格朗日涡旋边界。作为一个应用，我们发现超相干物质漩涡在南大西洋，产生特定的拉格朗日传输估计的厄俄斯环。
2013-08-10 math-ph math.DS math.MP
Long time correlations in Lagrangian dynamics: a key to intermittency in turbulence
如果人们从流体质点的角度（称为拉格朗日方法）而不是从速度场的角度（欧拉观点）考虑流动运动，就会发现湍流的新方面。使用一种新的实验技术，基于超声波的散射，我们已经获得了直接测量的颗粒速度，解决了在所有尺度上，在一个完全湍流。它使我们能够从动力学的角度来接近湍流中的不稳定性，并在随机游走的框架内分析拉格朗日速度波动。我们发现实验中的基本步骤的“行走”有随机不相关的方向，但幅度是非常长的范围内的时间相关。从理论上讲，我们研究了朗之万方程，结合这些功能，我们表明，所产生的动态占所观察到的一个和两个点的统计特性的拉格朗日速度波动。我们的方法将湍流的间歇性统计性质与流动的动力学联系起来。
2002-06-05 physics.flu-dyn
Lagrangian statistics of particle pairs in homogeneous isotropic turbulence
本文详细研究了均匀各向同性湍流中粒子对的分离过程。我们使用的数据直接数值模拟泰勒的雷诺数280以下的演变约200万被动示踪剂平流的流量在大约三十年的时间跨度。我们目前的数据的分离距离和相对速度的统计。沿着粒子对轨迹测量统计量，作为时间的函数和作为它们的分离的函数，即在固定的尺度上。我们比较和对比这两组统计数据，以便深入了解分离过程的机制。我们发现非常高的水平，在早期阶段，也就是说，旅行时间高达10 Kolmogorov时间尺度。固定尺度的统计使我们能够量化的异常校正理查森扩散的惯性范围内的尺度，这些对迅速分离。它还允许对相对速度统计的不稳定性校正进行定量分析。
2005-01-31 nlin.CD physics.flu-dyn
Velocity-Gradient Probability Distribution Functions in a Lagrangian Model of Turbulence
本文在Martin-Siggia-Rose泛函理论框架内，用路径积分语言对拉格朗日湍流的新近流体变形闭合（RFDC）模型进行了改造。为了推导出速度梯度概率分布函数（vgPDF）的解析表达式，我们在低频区域进行噪声重整化，并找到Martin-Siggia-Rose有效作用的近似极值。我们验证，借助蒙特卡罗模拟，这样得到的vgPDF产生一个密切的描述的单点的统计特征所隐含的原始RFDC随机微分方程。
2014-01-03 physics.flu-dyn
The Lagrangian frequency spectrum as a diagnostic for magnetohydrodynamic turbulence dynamics
对于磁流体动力学湍流的现象学描述，存在竞争模型，例如Boldyrev [Phys.Rev.Lett. \textbf{96}，115002，2006]和Gogoberidze [Phys.Plas. \textbf{14}，022304，2007]，它们预测湍流能谱的相同欧拉惯性范围标度，尽管它们采用根本不同的基本相互作用机制。{找到了一个关系，它将拉格朗日频谱与湍流波动的自相关时标$τ_\mathrm{ac}$和相关的级联时标$τ_{\mathrm{cas}}$联系起来。因此，拉格朗日能谱可用于识别弱（$τ_\mathrm{ac}\llτ_{\mathrm{cas}}$）和强（$τ_\mathrm{ac}\simτ_{\mathrm{cas}}$）相互作用机制，从而深入了解湍流能量级联。新的方法说明了直接数值模拟的结果，二维和三维不可压缩MHD湍流。
2010-11-25 physics.flu-dyn
Couette flow turbulence reduction by the flow spanwise reflection symmetry breaking: On the universality of the control strategy
本文通过直接数值模拟验证近壁弱体积强迫打破展向反射对称的 Couette 流湍流控制策略，证明其在多个 Reynolds 数和强迫位置下可普适降低湍动能产生 30–40%。
2024-02-29 physics.flu-dyn
Short-time evolution of Lagrangian velocity gradient correlations in isotropic turbulence
通过直接数值模拟（DNS），我们发现均匀各向同性湍流中速度梯度的拉格朗日互相关在短时间内增加，而其自相关性降低。运动学的考虑允许表明，两个不变量的湍流速度场确定的短时间的速度梯度的相关性。为了更直观地了解更长时间的动力学，提出了涉及局部剪切和旋转的组合作用的启发式模型。这些模型定量地再现了影响，并解开了导致DNS观测结果的不同物理机制。
2015-11-20 physics.flu-dyn
A Generalizable Theory for the Reynolds Stress, Based on the Lagrangian Turbulence Transport
利用拉格朗日动量输运，雷诺剪应力可以用基本湍流参数表示。在这种观点中，雷诺应力梯度代表流向动量的横向传输，由动量方程中的u2传输、压力和剪切力项平衡。我们将这种形式主义扩展到其他湍流参数，如雷诺应力的对角分量，以及更复杂的流动（具有逆压梯度的边界层流动和具有旋流的管流）。直接数值模拟（DNS）的数据用于验证这一整套湍流输运方程，表现出良好的一致性和协议的所有组件和不同的几何形状。使用这一整套湍流输运方程的一个例子显示为湍流射流。
2020-07-26 physics.flu-dyn
Persistent accelerations disentangle Lagrangian turbulence
湍流中的粒子在长时间的静止之间经常遇到极端的加速度。极端事件的发生与涡度丝等强流结构的间歇性空间分布密切相关。流动条件的这种混合历史导致非常复杂的颗粒统计，具有明显的尺度依赖性，这是湍流非平衡统计力学的主要挑战之一。在这里，我们介绍了持久的拉格朗日加速度的概念，量化的平方粒子加速度粗粒度的粘性时间尺度。调节拉格朗日粒子数据从模拟这个粗粒度的加速度，我们发现非常简单，接近高斯统计的雷诺数范围。这使得将复杂的粒子统计分解为更简单的子集合成为可能。基于这一观察，我们开发了一个全面的理论框架，拉格朗日单粒子统计，捕捉加速度，速度增量以及单粒子分散。
2019-08-28 physics.flu-dyn
Lagrangian chaos and the enstrophy cascade in Ekman-Navier-Stokes two-dimensional turbulence
Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN（意大利国家核物理研究所）
研究揭示了Ekman-纳维-斯托克斯二维湍流中摩擦对涡量级联和拉格朗日混沌的影响，并提出一个现象模型解释涡量通量的修正。
2026-02-06 nlin.CD physics.flu-dyn
Markov property of Lagrangian turbulence
本文基于对点状惯性粒子的直接数值模拟，利用Stokes数、$\textrm{St}=0, 0.5$、$3$和$6$，在均匀和各向同性的湍流中的输运，首次给出了拉格朗日湍流中存在马尔可夫性质的证据。我们表明，马尔可夫性质是有效的有限步长大于斯托克斯数依赖的爱因斯坦-马尔可夫相干时间尺度。这使得拉格朗日粒子的多尺度统计的描述福克-普朗克方程，它可以嵌入到一个跨学科的方法，将湍流的统计描述与非平衡随机热力学和局部流结构的波动定理。该形式允许估计与粒子的拉格朗日轨迹相关联的随机热力学熵交换。粒子的熵消耗轨迹与速度增量通过尺度的特定演化有关，并且可以被视为间歇性结构。拉格朗日路径和熵值的统计特征，从而固定的波动定理。
2022-06-24 physics.flu-dyn
Lagrangian time scale of rotation for inertial fibers in isotropic turbulence
使用时间分辨测量的刚性惯性纤维的取向在一个惯性坦克，我们调查的自相关性，他们的翻滚率。在忽略光纤惯性的情况下，基于光纤长度L的Kolmogorov惯性距离定标法可以很好地预测相关时间（$τ_d$）。对于惯性纤维，我们提出了一个简单的模型，考虑纤维的惯性（由翻滚斯托克斯数测量）和粘性扭矩，准确地预测相关时间和翻滚速率的方差。
2019-10-05 physics.flu-dyn
Vertical dispersion of Lagrangian tracers in fully developed stably stratified turbulence
本文研究了Boussinesq近似下不同强迫函数和局部梯度Richardson数Rig对稳定层结湍流中Lagrange示踪剂垂直混合的影响，提出了一个单粒子和双粒子垂直弥散的波动和连续时间随机游走模型。该模型包括一个随机叠加的线性波与其振幅的基础上观察到的拉格朗日谱的垂直速度，和一个随机行走过程，以捕捉倾覆，这取决于在其他欧拉量的钻机的统计。该模型是在良好的协议与分层湍流的直接数值模拟，其中单粒子和两个粒子的分散不同的均匀和各向同性的情况下。此外，该模型提供了洞察混合的线性和非线性物理的问题，以及负责垂直湍流扩散的不同过程。
2019-01-31 physics.flu-dyn
Lagrangian acceleration of passive tracers in statistically-steady rotating turbulence
用粒子跟踪测速技术研究了定常旋转湍流中被动示踪剂的拉格朗日加速度矢量的统计特性。背景旋转的直接影响是平行于（垂直）旋转轴的高加速度事件的抑制，水平加速度的高加速度事件的增强，以及垂直于旋转矢量Ω和本地速度矢量u的加速度分量的自相关的强烈放大。由Ω和u建立的平面中的加速度分量的自相关性仅略微增强。
2013-07-26 physics.flu-dyn
Lagrangian dispersion and heat transport in convective turbulence
基于三维直接数值模拟，对湍流Rayleigh-Benard对流中的局部温度混合和热输运进行了拉格朗日研究。与垂直对距离相反，横向对距离的时间增长符合理查森定律，但由于羽流中的相关对运动，产生较小的理查森常数。因此，我们的研究结果意味着理查森色散也被发现在各向异性湍流。我们发现，非常大的垂直加速度出现频率低于横向的，并没有连接到上升或下降的热羽流。高度相关的联合拉格朗日统计的垂直加速度和局部热传递，使我们能够确定一个区域，这是由热羽混合为主。
2008-03-11 physics.flu-dyn
Uncovering the multifractality of Lagrangian pair dispersion in shock-dominated turbulence
通过DNS研究随机强迫二维Burgers方程中的拉格朗日对扩散，发现粒子被困激波导致统计异于不可压缩湍流，提出推广的多重分形模型预测逃逸时间标度，与DNS吻合。
2023-11-12 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Extended 3D-PTV for direct measurements of Lagrangian statistics of canopy turbulence in a wind tunnel
拉格朗日湍流统计数据的直接估计对于正确模拟高度阻碍的冠层流中的扩散和传输至关重要。然而，拉格朗日流量测量需要非常高的数据采集率，导致瓶颈，阻止了拉格朗日统计冠层流量的估计迄今。我们报告了一个新的扩展的三维粒子跟踪测速（3D-PTV）方法，具有实时粒子分割，输出质心和示踪粒子的大小，并在专用硬件上进行高速数字视频采集从多个摄像机。所提出的扩展导致数据传输速率降低四个数量级，从而能够执行更长的实验运行，便于测量收敛统计。通过风洞实验研究了非均匀冠层流中拉格朗日统计量，证明了扩展方法。我们观察到，加速度统计的平均剪切在顶部的冠层和拉格朗日粒子分散在小尺度上的粗糙度元素的尾迹中的湍流占主导地位。这种方法能够克服基于欧拉的测量的主要缺点，基于欧拉的测量依赖于假设，如泰勒冻结湍流假设，这是已知的失败，在高度湍流。
2019-04-25 physics.flu-dyn
Experimental Lagrangian structure functions in turbulence
本文介绍了在中等雷诺数下用粒子跟踪测速仪在湍流中进行的实验所得到的拉格朗日性质。为了获得拉格朗日结构函数和测量小时间尺度的不稳定性，对粒子轨迹的精确采样是必不可少的。测量体积的有限性会使结果产生显著的偏差。我们提出了一个强大的方法来克服这个障碍。尽管没有充分发展的惯性范围内，我们观察到强大的耗散尺度的不稳定性。多重分形模型只能部分再现结果。
2009-05-15 physics.flu-dyn
Origin of Lagrangian Intermittency in Drift-Wave Turbulence
研究了耗散漂移波湍流的拉格朗日速度统计。对于绝热性（或小碰撞性）的大值，拉格朗日加速度的概率密度函数显示指数尾，而不是拉伸指数或代数尾，通常观察到的高度间歇性加速的Navier-Stokes湍流。这种指数分布被证明是一个强大的功能独立的雷诺数。对于较小的绝热性，代数尾巴观察，这表明强的影响点涡状动力学的加速度。的概率密度函数的形状和自相关的规范的加速度之间的因果关系。
2010-09-28 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Vortex dynamics and Lagrangian statistics in a model for active turbulence
细胞悬浮液如密集的细菌流在某些条件下表现出类似于细菌的相。我们研究了这种现象的“主动湍流”统计使用数值工具。根据Wensink等人[Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109，14308（2012）]，我们通过广义纳维-斯托克斯方程对主动湍流进行建模。两点的主动湍流的速度统计，无论是在欧拉和拉格朗日框架，探索。我们刻画了这个系统中两点统计量的尺度依赖特征。此外，我们在这个系统中的涡旋动力学测量扩展了这一统计研究。我们的观察表明，大尺度统计的活动湍流是接近高斯与亚高斯尾巴。
2018-02-14 physics.bio-ph physics.flu-dyn
An exact relation between Eulerian and Lagrangian velocity increment statistics
我们提出了拉格朗日速度增量分布和欧拉速度增量分布之间的正式联系，该联系适用于从不可压缩流体中的湍流到磁流体动力学湍流的各种湍流系统。对于二维湍流的逆级联制度的情况下，我们数值估计在这方面所涉及的过渡概率。在这种情况下，我们能够直接识别的过程，导致强烈的非高斯统计的拉格朗日速度增量。
2008-10-01 physics.flu-dyn
How well can Diffusion Models learn Lagrangian-Tracer Statistics in Non-reciprocal Turbulence?
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究针对非互易二元流体湍流，用二维NRCHNS模型的DNS数据，分析拉格朗日示踪剂统计，首次表征其多尺度特性，并评估扩散模型生成合成轨迹模拟该统计的性能，同时指出相关应用挑战。
2026-08-28 physics.flu-dyn
