Universal continuous transition to turbulence in a planar shear flow
我们研究了在Waleffe流湍流的发病-由正弦体力驱动的无应力边界之间的平面剪切流。通过截断壁法线表示为四个模式，我们能够模拟系统的大小比任何以前模拟的大一个数量级，从而攻击平面剪切流的普遍性的问题。我们证明了平衡湍流分数从零开始连续增加超过临界雷诺数和湍流结构的统计表现出幂律缩放的（2+1）-D定向渗流普适类。
2017-08-15 physics.flu-dyn
Turbulence intensity and the friction factor for smooth- and rough-wall pipe flow
湍流强度分布进行了比较光滑和粗糙壁管流测量在普林斯顿超级管。从水力光滑流到完全粗糙流的过渡中的剖面发展显示了从管壁向管轴的传播序列。湍流强度与雷诺数的比例关系表明，光滑壁和粗糙壁的水平偏离随着雷诺数的增加。我们量化湍流强度和摩擦系数之间的对应关系。
2017-04-24 physics.flu-dyn
Numerical Simulation of Iced Wing Using Separating Shear Layer Fixed Turbulence Models
本文用雷诺平均N-S方法研究了翼型和机翼表面积冰的气动力预报。考虑到湍流的非平衡特性，建立了两种分离固定湍流模型。关键的特别修正是湍流产生与耗散的局部比率项，其用于放大ω-方程的破坏项，以增加完全湍流区域的分离剪切层中的涡动粘度。采用剪切应力限制器来模拟湍流发展时剪切层转捩的开始过程。建议的分离固定项可以很容易地实现到当前的求解器。利用修正后的模型对两个翼型和一个三维后掠机翼进行了数值试验。结果表明，分离剪切层修正提高了模型对大迎角失速特性的预测能力。模拟的平均流场和湍流强度分布与实验数据吻合较好。
2021-03-08 physics.flu-dyn
A Schur decomposition reveals the richness of structure in homogeneous, isotropic turbulence as a consequence of localised shear
提高对湍流的认识对于有效地模拟和控制工业和地球物理过程至关重要。均匀各向同性湍流（HIT）是发展湍流物理理论的典型领域。基于Schur变换，我们引入了一个加法分解的速度梯度张量的正常部分（包含特征值）和非正常或剪切相关的张量。我们重新询问HIT的一些关键属性，并表明流动形成盘状结构的趋势不是正常张量的属性;它是从与非正常的相互作用中出现的。此外，涡度矢量和应变张量的第二特征向量之间的对齐是局部剪切过程的另一个结果。
2017-01-10 physics.flu-dyn
The wall shear rate in non-Newtonian turbulent pipe flow
本文提出了一种计算圆管湍流中壁面剪切率的方法。它能将层流和湍流的测量数据充分地压缩成一条流动曲线，为设计湍流粘度计提供了依据。关键词：非牛顿流体，壁面剪切速率，湍流，流变仪
2010-09-16 physics.flu-dyn
The lift-up effect: the linear mechanism behind transition and turbulence in shear flows
横向扰动引起的流向速度扰动的形成和放大在剪切流中是普遍存在的。1975年Ellingsen和Palm明确指出的扰动增长机制是向湍流和自持湍流转变的关键过程。在这篇综述中，我们首先介绍了原始的推导和早期的研究，然后讨论了非模态增长的条纹，结果的提升过程中，在过渡和湍流剪切流。在第二部分中，对流体中的添加剂和第二相的提升过程的影响进行了讨论，并提出了新的结果，重点是颗粒负载的剪切流。对于所考虑的所有情况，我们认为提升过程是一个非常稳健的过程，总是作为亚临界转变的第一步。
2014-03-19 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
Direct numerical simulation of statistically stationary and homogeneous shear turbulence and its relation to other shear flows
本文采用一种新的直接数值模拟程序，在两个水平方向上采用谱方法，在剪切方向上采用紧致有限差分方法，研究了统计定常均匀剪切湍流（SS-HST）。不使用网格重划分来施加剪切周期性边界条件。探讨了计算箱的几何形状的影响。由于HST没有特征性的外部长度尺度，并且往往填满计算域，因此HST的长期模拟在平均只包含几个大尺度结构的意义上是“最小的”。发现主要限制是展向盒宽度$L_z$，它确定湍流的长度和速度尺度，并且另外两个盒尺寸应该足够大（$(L_x\gtrsim 2L_z$，$L_y \gtrsim L_z$）以防止其它方向也受到约束。研究还发现，很长的盒子，$L_x \gtrsim 2 L_y$，耦合与周期性的剪切边界条件的通过周期，并发展出强大的非物理线性爆发。在这些限制范围内，流动显示出与其他剪切流，特别是与壁边界湍流的对数层的有趣的相似性和差异。他们在一些细节探索。它们包括大尺度条纹和准周期性爆发的自我维持过程。爆发的时间尺度是近似通用的，$\sim 20 S^{-1}$，和两个不同的爆发系统的可用性允许的爆发的增长与最初的各向同性湍流的剪切有一定的信心。可以得出结论，SS-HST，在适当的计算参数进行，是一个非常有前途的系统，研究剪切湍流一般。
2016-03-02 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
Transition from shear-dominated to Rayleigh-Taylor turbulence
自然界中的湍流混合层通常以两股不同速度的流体之间存在平均剪切和不稳定浮力梯度为特征。取决于剪切力与浮力的相对强度，前者或后者可能主导两股流之间的湍流和混合。在本文中，我们提出了一个唯象理论，导致识别两个不同的湍流制度：早期制度，占主导地位的平均剪切，和后来的制度占主导地位的浮力。主要的理论结果包括识别的交叉时间尺度，区分剪切和浮力为主的湍流。这个交叉时间取决于三个大规模的流动常数，即浮力差，两股流之间的速度差，和重力加速度。我们验证我们的理论对直接数值模拟（DNSs）的时间湍流混合层与不稳定的分层复合。我们观察到，交叉时间正确地预测从剪切浮力驱动的湍流的过渡，在湍流动能生产，能谱标度和混合层厚度。
2021-06-17 physics.flu-dyn
The coherent structure of the kinetic energy transfer in shear turbulence
湍流中的能量级联，即，自20世纪40年代以来，动能从大流动尺度到小流动尺度或反之亦然（后向级联）的传递是大多数湍流理论和模型的基石。然而，理解空间组织的动能转移仍然是一个突出的挑战，在流体力学。在这里，我们揭示了三维结构的能量级联跨剪切占主导地位的尺度均匀剪切湍流的数值数据。我们表明，与能量传递相关的特征流结构是一个漩涡形状为一个倒置的发夹，然后由一个直立的发夹。前向和后向叶栅之间的不对称性是由发夹结构内的反向流动循环引起的，这触发了流动中的反向模式。
2020-03-07 physics.flu-dyn
Scaling of the energy spectra of wall-bounded turbulence
通过使用在中等摩擦雷诺数（Retau <= 1900）和非常大的数值箱中直接模拟湍流通道的新结果，我们检查了对壁界湍流重叠和外部区域相似性假设的修正。
2013-09-10 physics.flu-dyn
Wall roughness induces asymptotic ultimate turbulence
湍流在自然界和技术中无处不在，在多个尺度上控制着热量、质量和动量的传输。对于壁边界湍流的实际应用，底层表面几乎总是粗糙的;然而表征和理解湍流壁粗糙度的影响仍然是一个挑战，特别是对于旋转和热驱动的湍流。通过结合大量的实验和数值模拟，在这里，以典型的泰勒-库埃特系统（两个独立旋转的同轴圆柱体之间的封闭流）为例，我们展示了壁粗糙度如何大大提高整体输运性质和相应的标度指数。如果只有一个壁面是粗糙的，我们揭示了整体速度是奴隶的粗糙的一面，由于更强的耦合到该壁的分离流结构。如果两个壁面都是粗糙的，则在边界层中粘性的依赖性就完全消除了，这样我们就得到了渐近的极限紊流，即输送的上限，它的存在已由Robert Kraichnan在1962年预言过（Phys. Fluids { \bf 5}，1374（1962）），在这种情况下，标度律可以外推到任意大的雷诺数。
2018-02-12 physics.flu-dyn
Modelling the transition from shear-driven turbulence to convective turbulence in a vertical heated pipe
本研究针对加热管道流中浮力引发的流动间歇性问题，构建时变背景轴向温度梯度模型，通过DNS探究不同管长与边界条件下的流动转变规律，证实局部剪切湍流衰减的无记忆特性及对流湍流的触发机制。
2025-01-14 physics.flu-dyn
Wall and Bed Shear Force in Rectangular Open Channels
本文研究了流速梯度和二次流对矩形明渠底壁间剪力分布的影响。我们发现，忽略二次电流的影响，并假设零剪切分割线不产生可接受的结果。因此，本文提出了一种既考虑流速梯度又考虑二次流的矩形明渠槽壁和槽底总剪力百分比的确定方法。利用无二次流影响的河道平分线和无剪应力的等值线正交轨迹，将河道截面划分为三个主要的子区域，即河床区、壁区和共有区。给出了最大速度的位置，推导出每个子部分的几何形状。然后计算了床面剪力和墙面剪力在共用面积上所占的份额。床面和壁面剪切力的计算结果与试验值吻合较好，对于规则流和挟沙水流，平均相对误差小于5%。该方法还提供了壁面和床面剪切力的物理驱动范围，该范围很好地覆盖了实验数据。
2017-09-20 physics.flu-dyn
Logarithmic-layer turbulence: a view from the wall
本文研究了槽道湍流中离壁流场的可观测性。重建是从无噪声，但有限的墙壁数据，使用线性随机估计，重点是重建的质量。所有的速度都很好地重建在缓冲层，但只有相对较大的“附壁”涡可观察到更远的墙壁。特别是，占总动能和切向雷诺应力的约40%的大结构被准确地捕获。有人认为，这应该允许使用壁传感器的主动控制的湍流层湍流。文中还提出了附壁涡的定量定义。
2019-10-08 physics.flu-dyn
Variable Transformation for Explicit Wall-Shear Stress Formula
我们制定了一个通用的变量转换现有的壁函数，允许一个明确的壁面剪应力项。所提出的转换的目的是使一个明确的表达壁面剪应力和简化现有的壁面函数的模拟代码，通过一个简单的变量转换的实施。通过引入允许定义新的壁单元变量$(r^+)$和相应的归一化粘度$(η_t^+)$的新的速度标度来定义变换。我们还证明了新变量中的壁定律与壁法向变量$(y^+_τ)$和$(ν_t^+)$中的壁定律是等价的。新形式的法律是特别适合于在计算流体动力学代码的实施，因为它不需要一个迭代过程来评估壁面剪应力。我们将展示如何转换几个已知的和经常使用的表达式的壁函数和压力梯度，允许一个明确的壁面剪应力的表达。最后，我们说明了新形式的壁函数进行说明性的数值模拟。
2022-01-29 physics.flu-dyn
Energy dissipation rates in low-$\Re_m$ MHD turbulence with mean shear: Results for channel flow with spanwise field
本文研究了在展向磁场作用下槽道湍流动能耗散的变化。数值研究是基于我们的模拟数据[Krasnov，Zikanov，Schumacher，Boeck，Phys.Fluids 20，095105（2008）]通过直接和大涡模拟获得。我们发现，焦耳耗散可以超过粘性耗散在弱耗散体区域，但仍然相对较小的产生湍流的近壁区域。
2009-02-12 physics.flu-dyn
The Instantaneous Wall Viscosity in Pipe Flow of Power Law Fluids: Case Study for a Theory of Turbulence in Time-Independent Non-Newtonian Fluids
本文提出了一种新的非定常非牛顿流体湍流理论。壁层是仿照非定常交换的粘性动量之间的墙壁和主流，以下的经典可视化的涌入-扫描-喷射/爆裂。壁层的厚度被发现是相同的牛顿和纯粘性的非牛顿流体，当正常化的瞬时壁参数在突发。结果表明，当湍流的结构相似关系是基于与二次流发展相关的锁相参数而不是基于时均壁面参数时，牛顿流体和非定常流体的湍流机制是一致的。该相似性分析将牛顿流体和非牛顿流体在破裂点处的局部临界瞬时摩擦系数数据折叠成单个曲线。该方法大大简化了非牛顿流体中湍流输运现象的分析。关键词：湍流，非定常非牛顿流体，幂律，管流，壁层
2009-12-29 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
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
Microstreaming by ultrasound contrast microbubble between two parallel walls: shear stress and streamlines
声学微流具有若干工业、治疗和生物医学应用-声学清洁、微混合、微流体输送、溶血、声致穿孔。数值研究了超声造影剂微泡在两平行壁间隙中振荡产生的声微流。本文采用轴对称边界元法和Nyborg理论对流动进行了研究。采用弹性指数变化的粘弹性模型对微泡涂层进行了数值模拟。绘制了平面壁面附近的微流流线和诱导剪应力。结果表明，在壁面附近产生了环形涡。通过增大壁面间隙，涡环的径向尺寸增大，而微流切应力减小。
2022-01-18 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
A turbulence model based on deep neural network considering the near-wall effect
雷诺平均Navier-Stokes（RANS）数值模拟的封闭性要求不断改进湍流模型。机器学习（ML）为在高保真仿真数据的基础上建立先进的经验雷诺应力闭合提供了有效的工具。本文提出了一种基于深度神经网络（DNN）的湍流模型，该模型考虑了雷诺应力各向异性张量与局部平均速度梯度之间的非线性关系以及近壁效应。详细介绍了DNN湍流模型的建立和调试。我们表明，DNN湍流模型训练的数据从直接数值模拟产生一个准确的预测平面通道流的雷诺应力。特别是，我们建议在模型输入中包括局部湍流雷诺数。
2021-03-31 physics.flu-dyn
Deconstructing wall turbulence -visualization of resolvent modes
这篇文章伴随着一个流体动力学视频进入画廊的流体运动的第66届年会的美国物理学会流体动力学分部。
2013-10-10 physics.flu-dyn
On the inverse problem for two-component unsteady wall shear rate measurements: Application to the electrodiffusion method
瞬时的二维壁剪切速率进行评估，通过一个反问题使用的质量传递数据从一个三段电扩散探针。该方法在复杂的流动条件下进行了数值验证，包括（i）壁面剪切速率大小和方向上的高振幅周期性波动和（ii）来自湍流三维通道流的直接数值模拟（DNS）数据。该方法被证明优于所有其他后处理可用于传质传感器，特别是关于其多功能性和应用范围。的三段探针间隙的大小的影响也研究数值。
2017-09-13 physics.flu-dyn
Logarithmic and nonlogarithmic scaling laws of two-point statistics in wall turbulence
壁湍流有一个子层，其中一点统计，例如，平均速度和某些速度波动的方差随离壁的距离而变化。这种对数标度是通过在风洞中进行的实验，对两点统计量或特别是对这些波动的两点累积量所发现的。对于相应的能量耗散率的统计量，发现其标度不是对数的。我们重现这些缩放定律与一些数学，也与一个模型的含能量的漩涡，附着在墙上。
2020-05-04 physics.flu-dyn
Subcritical transition to turbulence in quasi-two-dimensional shear flows
本文通过稳定性分析和直接数值模拟，揭示了由非线性 Tollmien--Schlichting 波驱动的准二维剪切流动中亚临界向湍流转变的新机制，为控制旋转装置和核聚变反应堆中的湍流转变提供了新思路。
2023-05-22 physics.flu-dyn
Coherent structures at the origin of time irreversibility in wall turbulence
本研究提出欧拉多尺度分析方法研究壁面湍流时间不可逆性，发现其与相干结构强关联，近壁区关联内谱峰、远壁区关联外谱峰，为相关建模与控制奠定基础。
2023-05-05 physics.flu-dyn
Constructing wall turbulence using hierarchical hairpin vortices
State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems, School of Mechanics and Engineering Science, Peking University（北京大学力学与工程科学系湍流与复杂系统国家重点实验室）；Max Planck Institute for Solar System Research（马普太阳系研究所）；HEDPS-CAPT, Peking University（北京大学高能量密度物理教育部/科技部重点实验室）
本文提出一种基于分层螺旋涡的湍流建模方法，通过校准涡旋包络的几何与组织结构，复现了壁湍流的统计特征和结构，同时揭示了涡旋几何、包络组织与层级对附着/分离运动、蜿蜒 streaks 和倾斜角的影响。
2025-10-24 physics.flu-dyn
The streaks of wall-bounded turbulence need not be long
利用数值实验研究了壁面湍流中最长条纹的阻尼效应。据发现，长条纹不需要的自我维持的爆裂过程中，这是相对较小的影响，他们的缺席。特别是，存在湍流状态，其中流向速度的波动具有与爆发大致相同的长度，因此推测与爆发本身相关，而爆发结构基本上与存在较长速度波动的流动无法区分。这表明，在未经修改的流动中发现的长条纹可能是副产品，而不是能量产生循环的活性部分。
2022-07-01 physics.flu-dyn
Wall Shear Stress Generated by a Bernoulli Pad: Experiments and Numerical Simulations
该研究首次用恒温风速测量直接测定 Bernoulli 吸盘产生的壁面剪切应力，并结合数值模拟评估其分布预测精度。
2025-03-13 physics.flu-dyn
Turbulence Intensity Scaling: A Fugue
我们研究流向湍流强度的定义使用光滑和粗糙壁管流测量在普林斯顿Superpipe。湍流强度与体积（和摩擦）雷诺数的比例为定义提供。湍流强度与光滑和粗糙壁管流的摩擦系数成比例。湍流强度定义提供最好的描述的测量被确定。概述了一种基于体雷诺数（和粗糙壁管流的砂粒粗糙度）计算湍流强度的方法。
2019-09-10 physics.flu-dyn
Data-Driven Turbulence Modeling Approach for Cold-Wall Hypersonic Boundary Layers
针对传统RANS模型无法准确模拟冷壁高超声速边界层近壁湍流行为的问题，提出基于迭代集合卡尔曼方法的数据驱动湍流建模方法，利用神经网络模型和稀疏观测数据训练，提升模型泛化能力。
2025-04-16 physics.flu-dyn
The phase transition to turbulence in spatially extended shear flows
定向渗流（DP）最近出现作为一个可能的解决方案的世纪之谜周围的过渡到湍流。多个模型研究报告了DP指数，但是实验证据是有限的，因为最大可能的观测时间比流动的特征时间尺度短几个数量级。一个例外是圆柱Couette流的限制不是时间，而是可实现的系统大小。我们目前的实验库埃特设置前所未有的方位角和轴向纵横比。接近临界点，在小于0.1%，我们确定了五个临界指数，所有这些都是在良好的协议与2 + 1D DP-普适性类。因此，在湍流开始时遇到的复杂动力学可以在统计力学的框架内完全合理化。
2021-11-29 physics.flu-dyn
Sheared stratified turbulence driven by Kolmogorov flow
研究由Kolmogorov流驱动的分层湍流，发现高分层导致稳定界面促进层流化，同时混合层中湍流持续并遵循幂律关系。
2025-12-15 physics.flu-dyn
Pulsatility delays the transition to sustained turbulence in quasi-two-dimensional shear flows
本研究发现，在准二维剪切流中，引入振荡基流分量虽能增大二维初始扰动的瞬态增长，但主要由模态周期内增长构成，反而会延迟向持续湍流的转变，非振荡驱动力才是最有效策略。
2025-02-01 physics.flu-dyn
Alternative physics to understand wall turbulence: Navier-Stokes equations with modified linear dynamics
尽管壁湍流的非线性性质，有证据表明，能量-压射机构维持壁湍流可以归因于线性过程。不同的情况源于线性稳定性理论，包括平均流量拐点的指数不稳定性，非正常运营商的瞬态增长，以及时间平均流量变化的参数不稳定性等。这些机制，每一个潜在的能够导致观察到的湍流结构，植根于简化的理论和概念的争论。目前尚不清楚这种流动是否遵循其中任何一种或几种的组合。在本研究中，我们设计了一系列数值实验，其中纳维-斯托克斯方程被合理地修改，以量化不同的线性机制的作用。这是通过直接数值模拟的湍流槽道流与约束能量提取从流向平均的平均流量。我们表明，（i）瞬态增长本身是不足以维持壁湍流和（ii）的流动保持湍流时，指数不稳定性被抑制。另一方面，我们表明，（iii）瞬态增长与随时间变化的平均流的参数不稳定性相结合，是能够维持湍流。
2019-12-13 physics.flu-dyn
Modeling the transition to turbulence in shear flows
一维模型过渡剪切流。该模型有两个变量，分别对应于湍流强度和平均切变。这些变量根据基于过渡湍流已知特性的简单方程进行演化。考虑的第一个模型是管流。先前的研究使用混沌帐篷映射来模拟湍流。在目前的工作中，湍流被建模为乘性噪声。该模型捕捉了过渡管流的特征，并包含亚稳态喷流、喷流分裂和段塞。这些想法被扩展到一个有限的平面库埃特流模型。
2011-07-19 nlin.PS physics.flu-dyn
Emergence of Purely Elasto-Plastic Turbulence in Shear Flows
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Smith College（史密斯学院）
研究发现，在无惯性条件下，具有屈服应力的流体中出现纯弹性-塑性湍流，揭示了弹性与塑性在简单剪切流中的复杂相互作用。
2026-01-13 physics.flu-dyn
Conditional flow matching for generative modeling of near-wall turbulence with quantified uncertainty
针对近壁湍流重建的不适定问题，提出基于条件流匹配的生成模型，结合SWAG不确定性量化，实现零样本条件生成，优于LSE和CNN，适应稀疏测量并保持物理一致性。
2025-04-20 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
A model for Reynolds-dependent linear instability in wall-bounded shear flows
该研究针对壁面剪切流的线性不稳定性问题，提出带显式雷诺数依赖的Robin型边界条件，得到与经验观测一致的不稳定性雷诺数范围，并给出近壁涡动力学层面的物理解释。
2025-03-21 physics.flu-dyn
Sensitivity mapping of TBL wall-pressure spectra with CFD turbulence models for wind tunnel test result prediction
在目前的工作中，试图映射现有的零压力梯度（ZPG）湍流边界层（TBL）壁面压力谱模型的灵敏度与不同的TBL参数，并最终，与不同的雷诺平均Navier Stokes（RANS）湍流模型，模拟在OpenFOAM和ANSYS Fluent求解器。这项研究将有助于未来的研究人员选择一个特定的RANS湍流模型相对于一个特定的壁谱模型，以获得一个合理的准确的风洞结果预测能力。首先，通过与风洞试验数据的比较，选择最佳的预测压力谱模型。接下来，考虑实验TBL参数作为基准，在RANS产生的数据的误差估计。此外，壁面压力谱计算以下的半经验频谱模型使用TBL参数饲料从实验和计算流体动力学（CFD）模拟。最后，灵敏度映射之间的频谱模型和RANS模型，具有不同的归一化壁法线距离（y+）。
2022-09-24 physics.flu-dyn
Slow-growth approximation for near-wall patch representation of wall-bounded turbulence
针对强压力梯度下平均流沿流向变化导致壁面湍流表征复杂化的问题，对Navier-Stokes方程进行渐近分析，提出考虑平均流增长对近壁湍流影响的动态模型，成功解释了边界层增长对小尺度近壁湍流的作用。
2023-09-14 physics.flu-dyn
Scaling of Wall Turbulence at Finite Reynolds Number
将匹配渐近展开法应用于平均动量平衡，提出了粘性底层中平均速度和雷诺剪应力的新的标度关系。结果表明，除了摩擦速度之外，新参数$Λ_+$也与壁湍流相关。根据所提出的粘性子层的新标度，导出了重叠区平均速度的幂律。结果表明，参数$Λ_+$的完全相似性或不完全相似性是决定叠加层中平均速度服从幂律或对数律的关键因素。
2014-03-24 physics.flu-dyn
The effect of shear-thinning on the scalings and small-scale structures of turbulence
本文用 Carreau 模型研究剪切稀化流体的均匀各向同性湍流，证明经正确平均定义后 Kolmogorov 标度仍成立，但可变黏度显著增强小尺度间歇性。
2025-05-09 physics.flu-dyn
Experimental properties of continuously-forced, shear-driven, stratified turbulence. Part 2. Energetics, anisotropy, parameterisation
在第二部分中，我们进一步研究了分层倾斜管道（SID）中的两层交换流的实验特性，这是湍流的，强分层的，剪切驱动的，和连续强迫的。我们使用与第1部分中相同的核心剪切层方法分析相同的最先进的数据集，但我们在这里关注湍流能量学和混合统计。动能和标量能量预算的详细分析揭示了SID湍流的特异性和缩放，而能量谱提供了我们的实验数据的电流强度和局限性的洞察。流动在不同尺度下的各向异性表征了湍流动能的产生和Holmboe波和湍流的耗散机制。然后，我们评估标准的混合parameterisations模型依赖于均匀的涡流扩散系数，混合长度，通量参数，浮力雷诺数或湍流弗劳德数，我们比较有代表性的值与分层混合文献。这些措施的可控流动参数的混合的依赖性也阐明，提供渐近估计，可以外推到更强烈的湍流，量化的产品的倾斜角的管道和雷诺数。这些见解可以作为未来一代的实验数据的基准，具有优越的时空分辨率，需要探测日益激烈的湍流。
2021-03-16 physics.flu-dyn
Wall-wake laws for the mean velocity and the turbulence
本文提出一种新的壁面尾流律，将流向湍流剖面的对数部分与外层线性部分配对，并发现其唯一自由参数与平均速度尾流因子成正比，揭示湍流与平均流动之间的新联系。
2024-02-03 physics.flu-dyn
Localized layers of turbulence in stratified horizontally sheared Poiseuille flow
本文通过直接数值模拟研究水平剪切泊肃叶流中垂直分层流动的非线性不稳定性，揭示谐波共振导致的二次分岔与对称性破缺，并发现远离阈值时流动呈现间歇性爆发，形成局域化分层湍流层与静止波区共存的动力学特征。
2022-12-13 physics.flu-dyn
Two-point correlation in wall turbulence according to the attached-eddy hypothesis
对于壁湍流的常应力层，本文采用附着涡假设，即，一个现象学模型的随机叠加的能量包含漩涡是附着在墙上。虽然以前的研究已经调用了额外的假设，我们专注于假设的最小假设，以获得其最一般形式的关联函数。它们将允许我们使用或评估该假设，而不受这些额外假设的任何影响。我们还研究了能谱和动量转移率和能量耗散率的两点关联。
2017-04-15 physics.flu-dyn
Mach number and wall thermal boundary condition effects on near-wall compressible turbulence
本文通过高分辨率直接数值模拟研究马赫数与壁面热边界条件对近壁可压缩湍流的影响，发现壁面膨胀量是控制雷诺应力和热通量幂律指数的关键标度参数，并给出普适函数规律。
2023-07-06 physics.flu-dyn
Signature of Pressure Gradient History on Wall Shear Stress in Turbulent Boundary Layers
本文通过实验研究顺逆压力梯度序列对湍流边界层壁面切应力的历史效应，发现上游顺压力梯度对下游逆压力梯度区域具有持久影响，且该效应在低雷诺数下更显著。
2025-07-01 physics.flu-dyn
Scaling of wall pressure and the peak of streamwise turbulence intensity in compressible wall flows
本文通过马赫数幂级数展开并结合有效雷诺数与可压缩性修正系数，建立了适用于可压缩壁面流动的壁面压力r.m.s.及流向湍流强度峰值标度律。
2025-05-14 physics.flu-dyn
