Instantons and the path to intermittency in turbulent flows
导致湍流中异常波动的过程（称为湍流度）仍然具有挑战性。我们认为级联轨迹通过尺度的随机朗之万过程的实现，其中乘性噪声是一个内在的特征的湍流状态。轨迹取决于它们的熵交换。这样选择的轨迹集中在一个最佳路径，称为瞬子，这是一个有效的行动的最小值。作用是从朗之万方程推导出来的，根据测量数据估计。特别是，具有负熵的瞬子精确地指出了在小尺度上出现非高斯统计的轨迹。
2022-06-24 physics.flu-dyn
Velocity circulation intermittency in finite-temperature turbulent superfluid helium
利用实验网格湍流和Hall-Vinen-Bekarevich-Khalatnikov模型的数值模拟研究了湍流超流氦中环流矩的不稳定性。更准确地说，我们计算的速度循环$Γ_r$的大小为$r$的环路铺设在惯性范围内。对于这两个，实验和数值数据，环流方差显示出一个明确的柯尔莫哥洛夫标度$\langle Γ_r^2 \rangle \sim r^{8/3}$在惯性范围内，独立的温度。高阶矩的标度指数是可比的，误差条内，以前报道的异常循环指数在经典湍流和低温量子湍流数值模拟。
2022-04-27 physics.flu-dyn
On the nature of laminar-turbulence intermittency in shear flows
在管道、槽道和边界层流动中，湍流首先在空间和时间上间歇地发生：在中等雷诺数下，无序湍流运动的区域被静止层流区域分隔开。基于管流的直接数值模拟，我们在这里认为，空间不稳定性有其起源于最近邻湍流区之间的相互作用。我们进一步表明，在这种制度下，湍流本质上是间歇性的一个定义良好的平衡湍流分数，但从来没有假设一个稳定的模式。这种过渡情况类似于在简单模型中发现的情况，例如耦合映射格子。所观察到的缩放意味着湍流的层流间歇将持续到任意大的雷诺数。
2013-06-25 physics.flu-dyn
Intermittency in Shell Models of Turbulent Cascades: from Single-Branch to Multi-Branch
Laboratoire de Physique de l’École normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；LISN, AO team, Bâtiment 660, Université Paris-Saclay, CNRS（巴黎萨克雷大学 LISN 实验室，法国国家科学研究中心）；Inria Saclay, TAU team, Bâtiment 660, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学 Inria 萨克雷中心 TAU 团队）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）
通过多分支壳模型研究湍流间歇性，发现分支结构增强了间歇性，并建议简化描述需保留非线性动力学和几何组织。
2026-06-18 physics.flu-dyn
Growth rate distribution and intermittency in kinematic turbulent dynamos : which moment predicts the dynamo onset?
我们考虑由湍流产生的磁场。对于线性感应方程（即运动发电机问题），我们表明，统计矩的磁场显示多尺度，特别是时刻的不同顺序转不稳定的控制参数的不同值。在一个典型的例子中，我们映射到一个时间相关的波动力作用在布朗粒子的注入功率的计算问题。然后，我们能够计算分析的增长率的时刻的磁场和解释的起源，这种不稳定性。最后，我们表明，非线性问题的开始是由0 +阶矩（即磁场的对数）的线性开始预测的。
2018-09-06 physics.flu-dyn
Probing turbulence intermittency via Auto-Regressive Moving-Average models
本文提出了一种基于湍流时间序列的自回归滑动平均模型的新方法来探测湍流中Kolmogorov定律的不稳定性修正。我们引入了一个新的指标$Υ$，它度量了自回归滑动平均模型空间中Kolmogorov-Obukhov模型的距离。应用我们的分析粒子图像测速仪和激光多普勒测速仪测量在冯卡门旋流，我们表明，$Υ$是成比例的传统的不稳定性校正计算的结构函数。因此，它提供了相同的信息，使用更短的时间序列。我们的结论是，$Υ$是一个合适的指数重建的空间不稳定性的耗散在数值和实验湍流场。
2014-07-21 physics.flu-dyn
On Lagrangian Intermittency from 4-D Particle Tracking Velocimetry measurements of a turbulent von Kármán flow
我们调查的能力，4D粒子跟踪测速测量在高颗粒密度，探讨在不同的雷诺数的湍流旋流的不可逆性和不可逆性。为此，我们设计了合适的工具来去除实验噪声，并计算拉格朗日速度增量和拉格朗日幂（沿轨迹的动能的时间导数）的小波系数的统计。我们发现，噪声的签名是最强的短轨迹，并在小的时间尺度上的规律性条件的偏差的结果。只考虑长轨迹摆脱这种影响，我们得到的缩放制度，是兼容的减少不稳定性，这意味着长轨迹也与较大的规律性的领域。的标度律，无论是在时间和雷诺数，可以描述的多重分形模型，与对数正态谱和一个比欧拉的情况下，其中所有的流动面积被考虑在内的三倍小的不稳定性参数。
2021-04-09 physics.flu-dyn
Spatio-temporal intermittency of the turbulent energy cascade
在不可压缩和周期性统计稳定湍流中，湍流能量跨尺度和空间的交换的特征在于时间导数项、波动能量的空间湍流传输和压力-速度项在零附近的非常强烈和间歇性的时空波动。这些波动是相互关联的，并与强烈的间歇性波动的尺度间的能量转移率。这些相关性所造成的清扫效果，非线性和非局部性之间的联系，也涉及到两点波动压力力差和两点波动速度差的尺度间传输速率和压力-速度项之间的相关性的情况下的几何对齐。在统计平稳的均匀湍流中，所有这些过程都不存在于湍流级联的时空平均图像中。
2018-07-21 physics.flu-dyn
Scaling and spatial intermittency of thermal dissipation in turbulent convection
我们推导出的比例关系的热耗散率在散装和边界层中，大普朗特数（Pr）对流。利用直接数值模拟的瑞利-贝纳德对流，我们表明，在散装的热耗散被抑制相比，被动标量耗散。我们进一步表明，在边界层中的耗散占主导地位，在散装为中等和大Pr。热耗散率的概率分布函数，无论是在散装和边界层，拉伸指数，类似于被动标量耗散。
2019-07-17 physics.flu-dyn
Intermittency of inter-scale kinetic energy transfer and of energy exchange between internal and kinetic energy in turbulent premixed flames
针对预混火焰中尺度间能量输运及内能-动能热交换的间歇性研究不足的问题，本研究利用不同宽度立方体对中等强度湍流中稀氢-空气火焰的三维DNS数据滤波并采样PDFs，证实了上述两类能量过程的显著间歇性。
2024-05-16 physics.flu-dyn
A case of strong non linearity: intermittency in highly turbulent flows
长期以来，人们一直怀疑不可压缩流体在大雷诺数或无限大雷诺数（即在小粘度或零粘度）下的流动可能存在有限时间奇异性。我们简要地回顾了关于这一点的理论状况。讨论了小粘性对无粘流体欧拉方程自相似解的影响。然后，我们表明，在Modane风洞中的速度脉动的单点记录显示出大速度和大加速度之间的相关性，这与从Leray方程（1934）导出的流体方程自相似奇异解的标度律完全一致。相反，这些实验速度加速度的相关性是矛盾的柯尔莫哥洛夫标度律。
2019-03-28 physics.flu-dyn
Caustics and Intermittency in Turbulent Suspensions of Heavy Particles
在不可压缩的湍流中悬浮的非常重的惯性颗粒之间的速度差的统计被发现是非常间歇的。当粒子在粘性子区间内以一定距离分开时，安静的规则区域和多值焦散线之间的竞争导致粒子速度结构函数的准双分形行为，高阶矩带来焦散线的统计特征。相比之下，对于由惯性距离分开的粒子，速度差统计的特征在于局部霍德尔指数，这是尺度依赖的粒子斯托克斯数的函数。高分辨率的直接数值模拟结果的支持。有人认为，这些发现可能有影响的早期阶段的雨滴形成的暖云。
2009-05-08 physics.flu-dyn
Scaling and intermittency in turbulent flows of elastoviscoplastic fluids
本研究通过数值模拟探讨了极高雷诺数下弹性粘塑性流体的湍流特性，发现增加塑性会缩小能谱活跃尺度范围并产生新标度区间，同时非牛顿耗散率导致间歇性增强，加剧了滑坡和熔岩流等自然流动中极端事件的破坏力。
2023-03-05 physics.flu-dyn
Odd viscosity suppresses intermittency in direct turbulent cascades
本研究通过模拟与理论发现，奇偶粘度在小尺度上抑制湍流间歇性，并构建双通道螺旋壳模型，为调控湍流间歇性提供新途径。
2024-09-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A universal relation between intermittency and dissipation within and beyond homogeneous isotropic turbulence
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院）；Institut für Physik und ForWind, Universität Oldenburg（奥尔登堡大学物理与风电研究所）；Univ. Lille, CNRS, ONERA, Arts et Métiers ParisTech, Centrale Lille（里尔大学、法国国家科学研究中心、法国航空国防技术局、巴黎国立高等工艺学院、中央理工学院）
研究揭示了湍流中耗散常数与间歇性因子的反比关系，为理解不同尺度湍流特性提供了新的经验原则。
2026-08-28 physics.flu-dyn
Cross-variable amplitude-frequency coupling during intermittency in a turbulent thermoacoustic system
本研究利用复杂网络和自然可见性图，分析了湍流燃烧室间歇状态下的火焰与声场相互作用，揭示了热释放率波动频率与声压振幅之间的跨变量幅频耦合空间模式。
2024-11-14 physics.flu-dyn
Intermittency in turbulent emulsions
研究了两种不混溶的同密度流体乳状液中湍流的统计特性。我们计算的第一次之间的速度增量的条件是位于同一阶段或不同的阶段，并检查其概率密度函数（PDF）和相关的结构函数（SF）。这使我们能够证明，该接口的存在下，降低了偏度的PDF在低于Kolmogorov-Hinze规模的尺度，因此对耗散尺度，这是量化的三阶SF的能量通量的大小。对高阶流场的分析表明，多相湍流比单相湍流具有更强的间歇性。特别是，当地的标度指数的SF显示饱和度的Kolmogorov-Hinze规模和以下，这表明存在大的速度梯度的接口。有趣的是，经典的均匀各向同性湍流的统计方法时，显着增加分散相的粘度。
2023-01-04 physics.flu-dyn
Scale-dependent anisotropy, energy transfer and intermittency in bubble-laden turbulent flows
本文采用直接数值模拟的方法研究了垂直通道中分散泡状流的流动特性。一种新的方法的开发，重心地图的方法的基础上，允许量化的各向异性和组件的流量在任何尺度。使用此气泡被发现显着提高流动各向异性在所有尺度相比，空载的情况下，和一些气泡的情况下，非常强的各向异性持续到最小的流量尺度。最强的各向异性观察到的情况下，涉及小气泡。关于尺度间的能量传递，我们的研究结果表明，对于气泡的情况下，能量传递是从大到小的尺度，正如为空的情况下。然而，当考虑与速度场的特定分量相关的能量转移时，有证据表明存在高档转移。虽然有气泡和没有气泡的能量传递的方向是相同的，但对于充满气泡的情况，能量传递要强得多，这表明气泡在增强流动中的非线性项的活性方面起着重要作用。的第四和第六阶结构函数的归一化形式也被认为是，并揭示了引入气泡到流中强烈增强的耗散范围内的不稳定性，但抑制它在更大的尺度。这种耗散尺度不稳定性的强烈增强对于理解气泡如何改变湍流的混合特性具有重要意义。
2021-04-01 physics.flu-dyn
Intermittency enhancement in quantum turbulence
间歇性是湍流的一个重要特征，它不仅存在于经典粘性流体的湍流流动中，而且也存在于诸如超流$^4$ He等量子流体的流动中。尽管经典流体中的湍流与超流$^4$ He中的准经典湍流之间存在相似性，但人们已经预测，超流$^4$ He中的不稳定性与温度有关，并且在一定温度下会增强，这与经典湍流中几乎与流动无关的不稳定性形成鲜明对比。该理论预测的实验验证具有挑战性，因为它需要在$^4$ He中良好控制量子湍流的产生以及具有高空间和时间分辨率的流量测量工具。在这里，我们报告了一个实验研究的量子湍流所产生的拖曳网格通过一个静态样品的超流体$^4$他。将新近发展起来的He $^*_2$分子示踪线标记测速技术与传统的二次声衰减方法相结合，对衰减湍流量子流进行了研究。我们观察到准经典衰减的湍流动能在正常的流体和涡线密度的超流组件。对于衰变过程中的几个时刻，我们计算了横向速度结构函数。使用扩展的自相似性假设推导出的标度指数显示出非单调的温度依赖性非线性增强，与Biferale等人最近的理论/数值研究非常一致[Phys. Rev. Fluids 3，024605（2018）]。
2018-06-29 physics.flu-dyn
Experimental investigation of laminar turbulent intermittency in pipe flow
在剪切流中，湍流首先以被层流包围的局部结构（喷/点）的形式出现。我们在这里调查这种空间上的间歇性流动的管道实验表明，湍流泡芙有一个明确的相互作用的距离，它设置的最小间距泡芙以及最大可观察到的湍流分数。这里采用了两种方法。从层流开始，可以通过局部喷射流体射流穿过管壁来产生抽吸。当扰动周期性地施加在低频率，如预期的那样，观察到一个规则的序列的喷烟，其中喷烟间距是由平均流速的比值扰动频率。另一方面，在大频率下，发现喷流相互作用并相互湮灭。改变扰动频率，可以确定相互作用距离。在第二组实验中，雷诺数突然从充分发展的湍流降低到间歇状态，由此产生的流动重新组织成一系列恒定尺寸的喷流，这些喷流与Couette和Taylor Couette流动不同，是随机间隔的。湍流斑之间的最小距离与喷烟相互作用长度相同。在平面Couette和Taylor-Couette流动中，烟团相互作用长度与规则条纹和螺旋图案的波长非常一致。我们建议，相同的相互作用机制是存在于这些流量。
2011-03-31 physics.flu-dyn
Intermittency and Universality in Fully-Developed Inviscid and Weakly-Compressible Turbulent Flows
我们进行了均匀和各向同性可压缩湍流的高分辨率数值模拟，平均三维马赫数接近0.3。我们研究了速度、密度和熵的不透明度的统计性质。对于速度场，这是主要的量，可以比较各向同性不可压缩的情况下，我们发现没有统计差异，其行为在惯性范围内，由于轻微的可压缩性或不同的耗散机制。对于密度场，我们发现证据的“前”的结构，虽然没有冲击产生的模拟。
2007-09-19 nlin.CD physics.flu-dyn
Lagrangian one-particle velocity statistics in a turbulent flow
我们提出了拉格朗日单粒子统计从里索PTV实验的湍流。我们估计的拉格朗日Kolmogorov常数$C_0$，并发现它是由流动的大尺度不均匀性的影响。时间速度增量的PDF是高度非高斯的小时间，我们解释为一个后果的不稳定性。使用扩展的自相似性，我们设法量化的不确定性，并发现从Kolmogorov 1941年相似标度的偏差是较大的拉格朗日框架比欧拉。通过多重分形模型计算了多重分形维数谱。
2006-10-19 physics.flu-dyn
On the intermittency exponent of the turbulent energy cascade
考虑了低温下空气和氦气实验中一维记录的湍流能量耗散，并通过能量耗散的两点关联函数得到了湍流度指数。空气数据是在离地面约35 m高度的风洞和大气边界层中获得的。氦数据对应于喷入容器的射流中心线。大气湍流度指数的观测结果是一致的，并呈现出随着泰勒微尺度雷诺数R_λ的增大而增大的趋势，当R_λ达到1000左右时，R_λ趋于饱和。另一方面，氦数据在几乎所有的R_λ处围绕一个恒定值聚集，这大约是空气数据的渐近值的一半。一些可能的解释提供了这种异常。
2004-02-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
A self-induced mechanism of large-scale helical structures in compressible turbulent flows
该研究通过定义可压缩湍流的大尺度螺旋度，揭示亚格子与黏性双通道导致的小尺度生成及逆跨尺度传递，提出大尺度螺旋结构的自诱导机制。
2024-02-03 physics.flu-dyn
On the large-scale vertical velocity intermittency of turbulent wall flows
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）；University of Sydney（悉尼大学）；Italian Institute for Environmental Protection and Research (ISPRA)（意大利环境保护与研究研究所）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Duke University（杜克大学）
基于惯性力与压力主导平衡，提出预测中性分层壁面湍流大尺度垂直速度间歇性的理论，并通过实验验证其普适性，揭示了下梯度闭合近似在气象和气候模型中的局限性。
2026-06-23 physics.flu-dyn
Higher-order statistics and intermittency of a two-fluid HVBK quantum turbulent flow
本研究针对量子湍流研究中现有分析多依赖低阶统计量的情况，基于第一性原理推导双流体HVBK模型各速度分量三阶矩的输运方程，为量子湍流高阶统计特性研究提供理论工具。
2023-03-12 physics.flu-dyn
An amplitude-frequency study of turbulent scaling intermittency using Empirical Mode Decomposition and Hilbert Spectral Analysis
Hilbert-Huang变换是近年来提出的一种将非线性、非平稳时间序列分解为不同模式之和的方法，每个模式都有一个特征频率。在这里，我们展示了这种方法的第一次成功应用均匀湍流时间序列。我们将每种模式与耗散、惯性范围和积分尺度联系起来。然后，我们推广这种方法，以便在惯性范围内，在振幅-频率空间中的湍流的标度不稳定性的特征。新方法首先验证使用分数布朗运动模拟。然后，我们得到一个二维的振幅-频率表示的PDF的湍流波动的缩放趋势，我们展示了如何使用这种方法可以检索多重分形指数。我们还发现，对数泊松分布拟合速度振幅pdf比对数正态分布。
2014-01-17 physics.data-an physics.flu-dyn
Helicoidal particles in turbulent flows with multi-scale helical injection
我们提出了数值和理论结果的湍流的性质与强大的多尺度螺旋注入。我们进行了直接数值模拟的纳维-斯托克斯方程下的随机螺旋搅拌与幂律谱和不同强度的能量和螺旋注入。我们发现，存在三种不同的制度，其中向前的能量和螺旋度惯性传输是：（i）都领先相对于外部注入，（ii）能量传输是领先的和螺旋度传输是次领先和（iii）都是次领先和螺旋度是最大的在所有尺度。因此，情况（ii-iii）给出了具有Kolmogorov惯性能量级联和可调螺旋度传输/内容的流动。我们进一步探索制度（三）通过研究其对动力学的点状各向同性螺旋体，粒子的动力学是各向同性的，但打破宇称不变性的影响。我们调查小规模的分形聚类和优先采样的强烈螺旋流结构。根据其结构参数，各向同性螺旋面优先对共手性或反手性流动结构进行采样。我们解释这些发现在极限情况下，在什么是已知的球形粒子的不同密度和程度的惯性。此外，我们提出了一个随机模型的理论和数值结果，动力学性质可以使用解析摄动理论计算。我们的研究表明，一个适当的调整的搅拌机制可以强烈修改的小尺度湍流螺旋特性，并表明各向同性螺旋体是最简单的颗粒能够优先感测湍流螺旋特性。
2019-05-03 physics.flu-dyn
Helical velocity fluctuations and large-scale circulation in turbulent thermal convection
结果表明，螺旋度动力学占主导地位的频谱分布的湍流热对流中的速度波动在中等和大值的瑞利数（分布混沌和标度分别）。湍流Rayleigh-Bénard对流中的大尺度环流（风）对螺旋度动力学特别敏感，其混沌反转可以与平均螺旋度符号的反转（反射对称性的长期遍历恢复）相关联。实验室的实验和测量结果在自由大气对流已被用来支持的理论考虑的基础上的绝热不变性的螺旋度分布的二阶矩。在此背景下，地磁场偶极子的变化和逆转也进行了讨论，并与数值模拟和观测数据的结果已经建立了良好的协议。
2020-04-28 physics.flu-dyn
Clustering and relative velocities of heavy particles under gravitational settling in isotropic turbulent flows
重力会强烈地影响在湍流中沉降的相同尺寸的重颗粒的相对速度的空间聚集和不稳定性。我们提出了一个模型的时间尺度的流体速度梯度所看到的粒子对，并提出了一个有效的Kubo数的基础上，这个时间尺度来解释重力增强集群的机制。我们探讨了重力引起的粒子径向相对速度（RRV）在不同的斯托克斯数的基础上，在时间上向后的相对色散和流体场的优先采样的不稳定性的减少或增强的机制。这些影响的重力集群和RRV必须参数化的几何碰撞内核。
2015-07-27 physics.flu-dyn
A Comprehensive Analysis of the Relation between Intermittency and Dissipation in Non-Homogeneous Turbulent Flows
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LEGI（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Institut für Physik und ForWind, Universität Oldenburg（奥尔登堡大学）；Univ. Lille, CNRS, ONERA, Arts et Métiers ParisTech, Centrale Lille, FRE 2017 - LMFL - Laboratoire de Mécanique des fluides de Lille - Kampé de Feriet（里尔大学）；Institut universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
本研究将间歇性与耗散关系的标度行为从均匀各向同性湍流推广到非均匀湍流，发现耗散参数、间歇性参数、谱斜率与科尔莫戈罗夫参数间存在新关系，并可用任一参数表征湍流状态，与剪切、流动类型或雷诺数无关。
2026-09-15 physics.flu-dyn
Intermittency in the relative separations of tracers and of heavy particles in turbulent flows
本文给出了雷诺数为$Re_λ\sim 300$的三维均匀各向同性湍流中颗粒相对弥散的直接数值模拟结果。我们研究点状被动示踪剂和重粒子，在斯托克斯数St = 0，0.6，1和5。粒子从局部源发射，以数千束的形式，在时间上周期性地发射，从而达到前所未有的统计精度，两点观测值的事件总数为$10^{11}$。示踪剂的概率密度函数的右尾与Richardson的自相似预测有明显的偏差，表明分散过程具有间歇性。在我们的数值实验中，一旦测量一个事件的概率达到百万分之一的量级或更少，这种偏差就会显现出来，因此大型数据集至关重要。有限雷诺效应的作用和相关的波动时，对分离跨越粘性和惯性范围尺度之间的边界进行了讨论。基于多重分形理论的惯性范围不稳定性和有效的大雷诺数的渐近预测被发现同意的数据比理查森理论。当考虑重粒子时，其惯性过滤掉粘性尺度波动，该协议得到改善。通过使用退出时间统计，我们还表明，事件相关的对经历异常缓慢的惯性距离分离有一个非自相似的概率分布函数。
2015-02-18 physics.flu-dyn
Estimating Intermittency Exponent in Neutrally Stratified Atmospheric Surface Layer Flows: A Robust Framework based on Magnitude Cumulant and Surrogate Analyses
本研究提出一种新的框架，基于幅度累积量和替代分析，可靠地检测和估计短长度的粗分辨率湍流时间序列的不透明度系数。间歇性系数估计从大量的中性分层的大气近地层湍流系列从各种领域的运动显着同意与著名的实验室实验结果。此外，基于替代的假设检验显著降低了从非间歇性序列中检测到虚假非零重复系数的可能性。所提出的框架的歧视权力是有前途的解决悬而未决的问题，大气稳定性如何影响边界层湍流的湍流度特性。
2007-01-21 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Helical structure of longitudinal vortices embedded in turbulent wall-bounded flow
研究了平板湍流附壁流动中的嵌入涡，该涡是由被动矩形叶片涡发生器在低雷诺数流动（$β$，基于进口网格尺寸$L=0.039\;$ m和自由流速度$U_{\infty} = 1.0\;$ m s $^{-1}$）中与来流形成的。这些研究是在低速闭路风洞中利用立体粒子图像测速仪（SPIV）进行的。涡流已被证明具有螺旋对称性，允许以简单的方式描述流动。轴向涡度等值线图显示$20^{\circ} \leq β\leq 40^{\circ}$的主涡占优势，次涡较弱。对于该范围之外的角度，由于出现额外的流动效应，螺旋对称性受损。描述的流动模型已被利用，显示出很强的并发性与测量，即使该模型是解耦的外部流动过程，可能会扰乱螺旋对称性。涡的螺距、涡核尺寸、环流和平流速度都随装置角度$β$线性变化。这对于流动控制是重要的，因为由此可以确定由螺旋涡流以及对于给定的装置角度$β$重新分配轴向速度分量的涡流引起的轴向速度。这也简化了理论研究，\eg理解和预测的稳定性的旋涡和模拟的流动数值。
2019-06-14 physics.flu-dyn
A minimal phase-coupling model for intermittency in turbulent systems
湍流系统表现出显著的多尺度复杂性，其中空间结构导致尺度相关统计与高斯性的强烈偏离。在傅立叶空间中，这通过明显的相位同步来反映。一个真实的空间结构，统计和相位同步之间的定量关系目前还没有。在这里，我们解决这个问题的最小相位耦合模型，这使得详细的调查，通过动力系统理论和多尺度高分辨率模拟的框架。我们确定的频谱幂律陡度，控制相位耦合，作为控制参数，用于调整系统的非高斯特性。而非常陡峭和非常浅的光谱表现出接近高斯统计，最强的偏离观察到的中间斜坡相比，在流体动力学和Burgers湍流。我们发现，该模型的非高斯制度符合崩溃的动力系统的低维吸引子和出现的相位同步，从而建立一个动力系统的角度来看，湍流不稳定性。
2022-08-31 nlin.CD physics.flu-dyn
Intermittent turbulence in inclined gravity currents
Imperial College London（帝国理工学院）
本研究通过直接数值模拟探究倾斜重力流的间歇性湍流，构建延迟微分模型揭示其为延迟诱导振荡，发现增大初始雷诺数可抑制该间歇性。
2026-08-18 physics.flu-dyn
Prandtl-Tietjens intermittency in transitional pipe flows
管流通常穿过层流和湍流共存的区域。Prandtl和Tietjens将这种不稳定性解释为内部流动阻力波动与驱动流动的恒定压降之间的反馈。然而，由于研究的重点已经转移到在通用临界雷诺数附近没有流动波动的不稳定性，他们的解释在很大程度上已经消失了。在这里，我们完善的机制，这从来没有被投入到一个定量的测试，开发一个模型，同意在较高的雷诺数的实验，使我们能够证明，普朗特和Tietjens的机制，事实上，内在的流动的压力梯度和扰动是恒定的。
2022-01-13 physics.flu-dyn
Analog-Based Forecasting of Turbulent Velocity: Relationship between Unpredictability and Intermittency
本研究评估了基于模拟的湍流纵向速度预测方法，发现预测创新与速度梯度极端事件及间歇性相关，指出模型在捕捉高阶相关性上的局限，为改进提供方向。
2024-12-02 physics.data-an physics.flu-dyn
Dual cascade and dissipation mechanisms in helical quantum turbulence
在经典湍流中，螺旋度会减少非线性，并能改变湍流的演化，而在量子湍流中，螺旋度的作用还没有完全被理解。本文采用Gross-Pitaevskii方程对螺旋量子湍流的自由衰减进行了高空间分辨率的数值模拟。这一演化过程与经典流动有着显著的相似之处，经典流动表现出不可压缩动能和螺旋度向小尺度的双重转移。时空分析表明，这两个数量耗散在小尺度上通过非线性激发开尔文波和随后的声子发射。在衰减开始时，产生的湍流显示出极化的大尺度结构和非极化的静止斑块，这让人想起在非常大的雷诺数下模拟经典湍流时观察到的那些。
2017-05-12 physics.flu-dyn
Routes to stratified turbulence and temporal intermittency revealed by a cluster-based network model of experimental data
本文提出结合降维和无监督聚类的数据驱动方法，识别分层倾斜管道实验的湍流骨架，揭示多种湍流类型及间歇性转变路径，为多物理场湍流降阶模型奠定基础。
2024-11-10 physics.flu-dyn
Gaussian paradox and clustering in intermittent turbulent signals
本文揭示了均匀流体湍流中速度场的不稳定性与群聚现象之间的关系。它描述了如何将双折射指数分解为另外两个指数之和。其中一个指数（簇指数）表征了近高斯速度场中零交叉点的簇集，另一个指数与速度概率分布的尾部有关。团簇指数由近高斯速度场的能量谱唯一确定，而湍流指数对雷诺数的依赖性由团簇指数决定。
2006-07-16 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Hindered energy cascade in highly helical isotropic turbulence
基于Richardson-Kolmogorov现象学的湍流能量级联的传统方法忽略了与湍流螺旋度相关的新兴涡旋的拓扑结构。通常认为螺旋度在湍流系统中起重要作用，例如，支持大规模磁场的产生，但其对小规模能量级联的影响从未被观察到。我们首次提出了一个广义的各向同性湍流现象与任意频谱分布的螺旋度。我们讨论了具有新螺旋度效应的直接湍流叶栅的各种情况，这种效应可以解释为对光谱能量传递的阻碍。因此，能量被累积和重新分配，使得非线性相互作用的效率将足以提供恒定的能量通量。我们证实了我们的现象，高雷诺数数值模拟的基础上的螺旋湍流壳模型。在我们的模型中，能量只在一定的大尺度上注入，而螺旋度的来源分布在所有尺度上。特别地，我们发现螺旋瓶颈效应可以出现在能谱的惯性区间。
2015-11-10 physics.flu-dyn
Intermittency of turbulent velocity and scalar fields using 3D local averaging
本文提出了一种有效的三维球域局部平均值提取方法，并将其应用于各向同性湍流直接数值模拟中小尺度速度场和标量场的不连续性研究。我们专注于惯性范围标度指数的本地平均能量耗散率，拟能和标量耗散率对应的被动标量$θ$在均匀的平均梯度的存在下的混合。泰勒尺度雷诺数$R_λ$上升到$1300$，施密特数$Sc$上升到$512$（尽管是较小的$R_λ$）。能量耗散率的矩量指数为$μ\approx 0.23$，而涡度拟能的矩量指数稍大; $R_λ$的趋势表明，即使在非常大的$R_λ$下，情况也是如此。对于$Sc=1$，标量耗散率的耗散指数为$μ_θ\approx 0.35$。这些发现与文献中先前报道的结果基本一致。我们进一步表明，$μ_θ$单调减少，增加$Sc$，无论是作为$1/\log Sc$或弱幂律，表明$μ_θ\to 0$为$Sc \to \infty$，重申最近的结果在这个极限的标量耗散异常的故障。
2022-04-18 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Dynamo efficiency with shear in helical turbulence
为了阐明剪切流对产生磁场（发电机效应）的影响，我们研究了磁场不反作用于速度场的运动学极限。通过非微扰纳入剪切螺旋强迫湍流的影响，我们表明，湍流强度和湍流输运系数（湍流粘度，$α$和$β$效果）增强弱剪切，而强烈抑制强剪切。特别地，$β$显示出比$α$效应更强的抑制。我们讨论了其重要的影响发电机效率，即缩放的发电机数量与差分旋转。
2009-07-07 physics.flu-dyn
A local intermittency based Reynolds-averaged transition model for turbulent mixing induced by interfacial instabilities
本文将边界层转捩中的间歇因子 $γ$ 引入 RANS 混合模型，通过局部输运方程约束 Reynolds 应力和浮力源项，并在再冲击 RM 混合案例中验证了转捩预测能力。
2023-09-29 physics.flu-dyn
A wavelet-based detector function for characterizing intermittent velocity signals
在这项工作中，我们提出了一个新的检测函数的基础上小波变换的湍流和非湍流区域之间的间歇性的速度信号进行区分。基于导数的检测器函数通常用于不连续性计算方案中，它显示信号的湍流部分内的大波动，并且需要在某个"平滑周期“上求平均值以去除假的脱落，从而在计算不连续性时引入主观性。这里提出的新的检测器函数是通过在整个频率范围内对"预乘小波能量“进行平均来获得的，从而产生比基于导数的检测器平滑得多的函数，同时具有良好的区分特性。我们在Hedley和Keffer（1974，J.FluidMech.，V64，pp625），对于代表粗糙度引起的转变的不同阶段的速度信号的范围。小波检测器函数在检测典型湍流边界层的边缘不稳定性方面也有很好的效果，从而突出了它的通用性。原则上，我们的检测器可以与任何指定阈值的方法一起使用，以获得指示函数。
2022-12-30 physics.flu-dyn
Universality and intermittency in relativistic turbulent flows of a hot gas
为了确定相对论湍流的统计特性，揭示新的非经典特征，我们采用高阶数值方法对超相对论热等离子体中的驱动湍流进行了直接数值模拟.本文研究了平均马赫数从$\sim 0.4$到$\sim 1.7$，平均洛伦兹因子到$\sim 1.7$的流动的统计特性。我们发现，流量，如能量密度或本地洛伦兹因子，显示大的空间变化，即使在亚音速的情况下，压缩性增强相对论效应。的速度场是高度间歇性的，但它的功率谱被发现是在很好的协议与经典理论的Kolmogorov的预测。
2012-10-26 astro-ph.HE gr-qc physics.flu-dyn
Asymptotic predictions on the velocity gradient statistics in low-Reynolds number random flows: Onset of skewness, intermittency and alignments
本研究结合Navier-Stokes方程微扰理论与速度梯度建模，构建随机模型解析揭示低雷诺数流动中偏度、间歇性等湍流特征的起始，预测结果与直接数值模拟高度吻合。
2023-05-05 physics.flu-dyn
Lagrangian Particle Statistics in Turbulent Flows from a Simple Vortex Model
本文在一个简单的涡模型框架内考虑了湍流中拉格朗日粒子的统计特性。在这里，湍流速度场是由不同的流通，应变和方向的伯格斯涡的时间序列。基于对涡的统计特性的适当假设，导出了速度增量的统计特性。特别是，在这个模型中的小尺度不稳定性的起源和性质进行了研究数值和分析。
2007-07-03 physics.flu-dyn
Dynamical scaling and intermittency in shell models of turbulence
我们引入了一个湍流能量级联模型，旨在研究动力学标度对湍流度的影响。特别是，我们表明，通过减慢的能量转移机制，固定的能量通量，不稳定性降低，并最终消失。这一结果支持了这样的猜想，即只有当能量流向越来越快的运动尺度时，才能观察到不稳定性。
2004-11-02 nlin.CD physics.flu-dyn
Relationship between unpredictability and intermittency in shell models of turbulence and experiments
本研究通过概率模拟预报分析湍流壳模型与实验数据，发现小尺度极端事件导致可预测性丧失，且可预测性从大尺度到小尺度系统性下降，建立了跨尺度可预测性丧失与间歇性的统计联系。
2025-10-16 physics.data-an physics.flu-dyn
Vortex clustering, polarisation and circulation intermittency in classical and quantum turbulence
对湍流的理解是当前物理学中最大的挑战之一，因为没有第一原理理论来解释它们观察到的时空不稳定性。湍流可以看作是相互作用的旋涡的复杂集合。这幅图像在量子湍流中变得准确，量子湍流建立在离散涡丝的缠结上。在这里，我们研究量子和经典湍流中的速度循环统计。我们发现，在量子流中，柯尔莫哥洛夫湍流出现的相关性的旋涡方向，而偏差-相关的不稳定性-起源于他们的非平凡的空间安排。然后，我们链接的空间分布的涡旋在量子湍流中的粗粒度的能量耗散在经典湍流，使现有的模型的经典湍流不稳定性的应用到量子的情况下。我们的研究结果提供了一个量子和经典湍流的不稳定性之间的连接，并启动一个有前途的路径，以更好地了解后者。
2021-11-12 cond-mat.other physics.flu-dyn
Resonance-Driven Intermittency and Extreme Events in Turbulent Scalar Transport with a Mean Gradient
本文构建耦合纬向流、剪切流及随机动力学的可解析模型，揭示相速度相等时的共振导致示踪剂方差峰值、非高斯间歇性与极端事件，并经多机制数值实验验证。
2025-06-06 cs.CE math-ph math.DS
The effect of helicity on the correlation time of large scale turbulent flows
强迫纳维-斯托克斯方程的解在比强迫尺度更大的尺度上被证明是热化的，类似于对光谱截断的欧拉方程获得的绝对平衡。通过对Taylor-Green流和一般周期螺旋流的直接数值模拟，给出了两种系统的概率密度函数、能谱、自关联函数和关联时间的比较结果。在高度螺旋流的情况下，我们推导出一个解析表达式描述的相关时间的绝对平衡的螺旋流是不同的$E^{-1/2}k^{-1}$标度律弱螺旋流。该模型预测了一个新的基于螺旋度的相关时间的标度律为$τ(k)\sim H^{-1/2}k^{-1/2}$。在截断的欧拉方程的模拟中验证了该标度律。在纳维-斯托克斯方程的模拟中，强迫泰勒-格林对称流的大尺度模式（具有零总螺旋度和大尺度分离）遵循与绝对平衡相同的性质，包括相关时间的$τ(k) \sim E^{-1/2}k^{-1}$标度。一般周期性螺旋流也显示了两个系统之间的相似之处，但最大尺度的强制流偏离绝对平衡解。
2017-05-15 physics.flu-dyn
