Enhancing generalizability of machine learning general effective-viscosity turbulence model via tensor basis normalization
针对机器学习湍流模型泛化不足的问题，提出张量基归一化技术，基于通用有效涡黏性假设构建符号回归模型，并在多种复杂流动验证中展现良好性能。
2025-05-27 physics.flu-dyn
Rapidly rotating radiatively driven convection: experimental and numerical validation of the `geostrophic turbulence' scaling predictions
本研究通过实验和直接数值模拟验证了快速旋转辐射驱动热对流在'地转湍流'区域的热传输、温度涨落、流速和流动结构标度预测，证明其是观察地球物理和天体物理扩散无关对流区域的有效实验装置。
2024-10-11 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
Verification and Validation: the Path to Predictive Scale-Resolving Simulations of Turbulence
本文研究了验证和确认（V&V）对实现湍流预测尺度分辨模拟（SRS）的重要性，即，能够分辨一小部分湍流尺度的计算。为此，我们提出了一种新的，但简单的V&V策略的基础上，网格和物理分辨率细化研究，即使在确切的初始流动条件是未知的，或参考数据不可用。这对于瞬态和过渡流问题以及湍流模型的改进尤其重要。首先，我们提出了一个文献调查的结果与不同的SRS模型的流动过去的圆柱。它证实了V&V的重要性，说明了一个很大的变化的结果，这是独立的所选的数学模型和雷诺数。建议的V&V战略，然后使用三个有代表性的问题的实际利益。结果表明，用SRS模型进行可靠的验证和确认是可能的，并证明了V&V对湍流SRS预报的重要性。最值得注意的是，这些数据也证实了拟议的V&V策略的优势和潜力：单独评估数值和建模误差，增强流动物理分析，识别关键流动现象，以及在确切的流动条件未知或参考数据不可用时进行操作的能力。
2022-03-14 physics.flu-dyn
Size-dependent transient nature of localized turbulence in transitional channel flow
据报道，当雷诺数高于阈值时，槽道流中的完全局部化湍流带变得持续。在这里，我们表明，湍流带是一个短暂的性质，而不是证据。当带长被控制为固定时，湍流带的寿命似乎是随机的和指数分布的，这是无记忆瞬态性质的标志。除了随雷诺数增加外，平均寿命也随带长的增加而增加。考虑到在真实通道流中带长总是随时间变化，这种尺寸依赖性可能转化为时间依赖性，在澄清通道流转变与定向渗流普适类之间的关系时需要考虑到这一点。
2022-09-30 physics.flu-dyn
Comparison of turbulence profiles in high Reynolds number turbulent boundary layers and validation of a predictive model
Vassilicos等人（2015年）修改后的Townsend-Perry附加涡流模型结合了rms流向湍流速度剖面的外部峰值/平台特性和这些剖面在离壁更远距离处的Townsend-Perry对数衰减。这些作者针对高雷诺数湍流管流数据对该模型进行了验证，并在此显示，该模型同样能够很好地描述来自四个不同设施和宽雷诺数范围的湍流边界层流数据，且参数值大致相同。该模型具有预测价值，当外推到极高的雷诺数的SLTEST数据在大盐湖沙漠大气测试设施，它匹配这些数据相当不错。
2018-09-14 physics.flu-dyn
Intermittent direction reversals of moving spatially-localized turbulence observed in two-dimensional Kolmogorov flow
我们已经发现，在二维Kolmogorov流中，一个单一的空间局部湍流（湍流）稳定地存在，并以平均恒定的速度移动，随机地和间歇地切换移动方向的控制参数：雷诺数和流量的中等值。我们定义了粗粒度的位置和速度的一个湍流和分离的湍流从其内部的湍流动力学的运动，通过引入一个共同移动的框架。由粗粒度速度表示的开关过程似乎是一个随机电报信号。针对内部湍流的不对称性，我们引入了两个表征内部动力学的粗粒度变量。这些量合理地遵循切换过程。这表明，运动粒子的吸引子中嵌入了两个吸引不变集，每个吸引不变集对应一个单向运动粒子，这两个吸引不变集之间的联系非常复杂，不能用几个自由度来表示，但粒子的运动是由内部湍流动力学控制的。
2017-06-14 physics.flu-dyn
Geometry of transient chaos in streamwise-localized pipe flow turbulence
在管道和通道中，湍流的开始最初由局部瞬变控制，这通过其集体动力学导致持续的湍流。在目前的工作中，我们研究了局部湍流管流数值和阐明状态空间结构，引起瞬态混沌。从盆边界分离层流和湍流，我们确定横向同宿轨道，它的存在必然是一个同宿纠缠和混乱。同宿缠结的一个直接结果是层流-湍流边界的分形性质，这在各种早期的研究中得到了证实。通过映射的稳定和不稳定的流形的周期性轨道之间的横向交叉，我们确定的“网关”，促进逃离湍流。
2019-10-21 nlin.CD physics.flu-dyn
Wave-Particle Turbulence Simulation of Spatially Developing Round Jets: Turbulent Flow Modeling and Method Validation
本文应用波-粒湍流模拟方法模拟雷诺数5000的空间发展圆射流，仅用DNS 2%的网格即准确预测速度衰减、平均速度剖面及雷诺应力等统计量，验证了该方法在剪切湍流中的高效性与精度。
2025-07-19 physics.flu-dyn
A lower bound on adiabatic heating of compressed turbulence for simulation and model validation
当压缩发生在比湍流耗散时间短的时间尺度上时，湍流中的能量可以通过压缩而放大。这种机制可能在维持各种天体物理系统（包括分子云）中的湍流中发挥作用。湍流放大的量取决于压缩强迫和湍流耗散的净效应。通过对这种耗散的一个界的论证，我们给出了压缩湍流中湍流速度随压缩比的标度的一个下界。也就是说，受到压缩的湍流将至少与这里给出的边界一样多地被增强，这取决于将概述的一组警告。作为一个验证检查，这个下限表明，一些压缩天体物理湍流的模拟和模型是太耗散。所使用的技术突出了压缩湍流和衰减湍流之间的关系。
2017-04-09 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.flu-dyn
Critical-layer structures and mechanisms in elastoinertial turbulence
在低雷诺数的聚合物溶液的弹性惯性湍流（EIT）的模拟显示本地化的聚合物拉伸波动。这些与线性稳定性（Tollmien-Schlichting（TS）模式）和预解式分析产生的结构非常相似：即，临界层结构位于平均流体速度等于波速的地方。自维持的非线性TS波的计算表明，临界层具有产生大的聚合物拉伸片的停滞点。这些运动学可能是EIT中类似结构的成因。
2019-04-04 physics.flu-dyn
Numerical Validation of Lyapunov-Liouville Theory and Non-Diffusive Closures in Decaying Isotropic Fluid and Scalar Turbulence
"La Sapienza" University（罗马大学）
研究在自由衰减均匀各向同性湍流中对李雅普诺夫 - 刘维尔理论框架及非扩散封闭进行数值验证，通过高精度架构积分相关方程，分析不同初始状态和普朗特数下情况，结果显示能准确捕捉衰减路径、复制尺度演化等，验证了理论对多尺度标量混合的预测能力。
2026-08-27 physics.flu-dyn
High-resolution large-eddy simulation of indoor turbulence and its effect on airborne transmission of respiratory pathogens; model validation and infection probability analysis
利用高分辨率大涡模拟（LES）研究了室内空气湍流及其对呼吸道病毒气溶胶扩散和传播风险的影响。该方法适用于评估两种不同的方法，以减少传播风险：一种策略，以增加室内通风能力与便携式空气净化器和一种策略，利用分区利用便携式空间分隔。为了证实LES模型的物理相关性，进行了一组实验气溶胶浓度测量，并将其结果用于验证LES模型的结果。将获得的LES分散结果进行病原体暴露和感染概率分析。将Wells-Riley概率模型扩展到依赖于实际的时间和空间依赖的浓度场，以产生时间和空间依赖的感染概率场。与分析Wells-Riley模型相比，空气净化器的使用导致绝对风险的更大降低，该模型无法预测原始风险水平。然而，这两个模型在相对风险降低方面一致。空间分区策略被证明有一个不希望的效果时，没有其他措施。当与目标空气净化器单元一起使用时，分区方法可以产生积极的结果。基于LES的结果与经典的Wells-Riley模型并列进行了研究，该模型显着低估了感染概率，突出了在评估不同的风险降低策略时采用准确的室内湍流建模的重要性。
2021-10-27 physics.flu-dyn
RANS solver for microscale pollution dispersion problems in areas with vegetation: Development and validation
我们提出了一个有限体积求解器的描述和验证，旨在解决微尺度城市流动的问题，植被存在。求解器基于大气边界层流动的五方程组的平均纳维-斯托克斯方程，并由k-ε湍流模型补充。植被被模拟为多孔区，植被的影响包括在动量和湍流方程。一个详细的干沉降模型被纳入污染物传输方程，允许城市植被的过滤性能的调查。求解器验证四个测试用例，以评估模型的组成部分：周围的二维山丘的流量和污染物扩散，上升的热气泡的时间演变，通过和周围的森林树冠层的流量，和一个绿篱过滤颗粒负载流。一般良好的协议与测量值或以前计算的数值解观察，虽然模型的一些不足之处被确定。这与所选择的湍流模型和植被特性的不确定性有关。
2016-09-12 physics.flu-dyn
Spontaneous generation of inertial waves from boundary turbulence in a librating sphere
在这项工作中，我们报告的激励惯性波在一个librating球，即使是振动频率，这些波不直接被迫。这种自发产生来自赤道附近Ekman边界层中的离心不稳定性引起的局部湍流，并且不依赖于天平动频率。我们的特点，这些惯性波的关键特征与以前的研究中产生的内部波在分层流从本地化的湍流模式类比。特别地，时间谱表现出优选的激发频率值。这种一阶现象对于存在局部湍流的任何旋转流都是通用的，并且与行星应用完全相关。
2013-09-11 physics.class-ph physics.flu-dyn
Design, construction and validation of an instrumented particle for the lagrangian characterization of flows. Application to gravity wave turbulence
本文介绍了一种用于湍流自由表面流动拉格朗日表征的仪器粒子的设计和应用。该仪器化粒子构成能够测量其瞬时3D平移加速度和角速度分量两者以及将它们记录在装载的可移除存储卡上的本地测量装置。锂离子聚合物电池为仪器化粒子提供长达8小时的自主操作。它完全由商用现成电子元件组成，具有加速度计和陀螺仪传感器，每个轴的分辨率为16位，最大数据采集速率分别为1和8 kHz，以及多个用户可编程动态范围。它的ABS 3D打印体采用直径为36 mm的空心球体形式，总质量为（19.6 $\pm$ 0.5）g。对照实验，进行校准和验证其性能表现出良好的协议相比，参考技术。为了评估仪器粒子的实用性，我们将其应用于表面波湍流实验中浮子动力学的统计特性。在这个可行性研究中，我们把注意力集中在加速度和角速度波动的分布上，作为强迫强度的函数。IP的运动也同时登记的3D粒子跟踪测速（PTV）系统，比较的目的。除了本研究案例的结果，它构成了一个证明的可行性和潜力的IP作为一种工具，在这样的流动中的粒子动力学的实验表征。
2021-01-05 physics.flu-dyn
Localized travelling waves in the asymptotic suction boundary layer
本文给出了两个渐近吸力边界层的展向局部行波解，它们是由平面Couette流解的延拓得到的。其中一个解决方案的旋涡结构位于靠近壁，类似于以前发现的这个系统的展向本地化的边缘状态。第二种解决方案的旋涡结构位于远离层流边界层上方的自由流中，并受到由大尺度低速条纹产生的二次剪切梯度的支持。该解的动态相关本征模集中在自由流中，并且从该解到湍流的偏离在自由流中朝向壁发展。对于自由流湍流中的不变解，该解表明，涡结构的能量来源可以是解本身的动力学结构，而不是层流边界层。
2016-05-02 physics.flu-dyn
Relative periodic orbits in spatially extended Kolmogorov turbulence: from global to localized recurrence
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Xingjian College, Tsinghua University（清华大学行健学院）
本研究利用分布式降阶模型（分块自编码器与神经ODE）在扩展Kolmogorov湍流中搜索相对周期轨道，成功收敛14个RPOs，并发现局域化复现解，展示了学习方法在精确相干态搜索中的有效性。
2026-09-25 physics.flu-dyn
Growth of small localized perturbations in Surface Quasi-Geostrophic turbulence
University of Rome “Tor Vergata”（罗马托尔维加塔大学）；INFN “Tor Vergata”（意大利国家核物理研究所“托尔维加塔”分部）；Istituto dei Sistemi Complessi, CNR（复杂系统研究所，意大利国家研究委员会）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN - Università degli Studi di Torino（意大利国家核物理研究所-都灵大学）
研究表面准地转湍流中局部小扰动的增长特性，发现扰动能量在初始阶段会下降，其持续时间取决于扰动初始位置。
2026-09-02 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Reply to Comment on 'Critical behaviour in the relaminarization of localized turbulence in pipe flow'
这是对Hof等人在Letter arXiv：physics/0608292上发表的评论arXiv：0707.2642的回复，该评论随后发表在Phys Rev Lett，98，014501（2007）上。在我们的信中，据报道，在管流中，局部湍流扰动再层化的中值时间$τ$密切遵循缩放$τ\sim 1/(Re_c-Re)$。这一结论是基于在六个不同雷诺数Re下收集的40到60个独立模拟的数据。在评论中，Hof等人对Re最低点的$τ$进行了不同的估计。虽然这一点是最不确定的，但它形成了他们断言的基础，即对于某个常数A，数据可能符合指数标度$τ\sim \exp(A Re)$，支持Hof等人（2006）Nature，443，59。最确定的点（最大Re）不符合他们的结论，被拒绝。我们澄清为什么他们拒绝这一点的论点是有缺陷的。中位数$τ$估计从分布的观察，它表明，正确的分布的一部分。数据被充分确定，表明指数标度不能拟合在此Re范围内的数据，而$τ\sim 1/(Re_c-Re)$拟合非常好，表明临界行为和支持Peixinho & Mullin 2006的实验。
2007-07-18 physics.flu-dyn
The genesis of streamwise-localized solutions from globally periodic travelling waves in pipe flow
过渡湍流动力系统方法的目的是使用简单的不变集（精确解）及其稳定和不稳定流形在相空间中为动力学构建一个支架。在湍流与层流共存的大（实际）区域中，这需要确定精确的局部解。在壁面剪切流中，最近在管流中发现了第一种解，但问题是它们如何与许多已知的流向周期解联系起来。在这里，我们证明了起源的第一个本地化的解决方案，在一个已知的全球行波，具有2倍旋转对称的管轴的调制的hoppy-破Hopf分岔。类似的行为被发现为全球波的3倍旋转对称，这一次导致两个本地化的相对周期轨道。其明确的含义是，所有全球解决方案都应通过这种分叉产生更现实的本地化对应方案，这为它们的产生提供了一条建设性的道路。
2014-04-22 physics.flu-dyn
Numerical validation of scaling laws for stratified turbulence
本研究通过直接数值模拟验证了分层湍流的标度律，表明多尺度模型能准确捕捉小尺度各向同性主导区域的特性，而其单尺度简化则适用于描述外部层状平静流动。
2024-05-11 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Ring bursting behavior en route to turbulence in quasi two-dimensional Taylor-Couette flows
我们研究准二维泰勒-库埃特系统的政权的半径比接近统一-三维和二维之间的过渡政权。通过系统地增加雷诺数，我们观察到一些标准的过渡，如从经典的泰勒涡流（TVF）的波浪涡流（WVF），以及过渡到充分发展的湍流。在湍流发生之前，我们观察到局部湍流补丁的间歇性突发模式，证实了实验观察到的非常短的波长突发（VSWBs）的模式。一个引人注目的发现是，雷诺数大于VSWBs的发病，一种新型的间歇性爆发行为出现：爆发模式的方位角封闭环的各种订单。我们称之为环爆模式，它完全围绕圆柱体，但保持局部化，并在轴向方向上由非湍流的主要是波浪状结构分开。我们使用了一些定量的措施，包括交叉流的能量，来表征环爆模式，并将它们与背景流区分开来。环爆模式是有趣的，因为它不会发生在三维或二维泰勒-库埃特流：它只发生在过渡，准二维制度的系统，制度是研究较少，但肯定值得进一步关注，以获得更深入的了解湍流。
2015-01-08 physics.flu-dyn
Helicity subgrid-scale models and their numerical validation
University of Tokyo（东京大学）；Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA), Stockholm University and Royal Institute of Technology (KTH)（北欧理论物理研究所（NORDITA）、斯德哥尔摩大学和皇家理工学院（KTH））；Universidad de Buenos Aires (UBA)（布宜诺斯艾利斯大学）；CONICET-UBA, Instituto de Física Interdisciplinaria y Aplicada (INFINA)（阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学交叉与应用物理研究所（INFINA））；CNRS-CONICET-UBA, Institut Franco-Argentin de Dynamique des Fluides pour l’Environnement (IFADyFE)（法国国家科学研究中心-阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学法国-阿根廷环境流体动力学研究所（IFADyFE））；National Center for Atmospheric Research (NCAR)（美国国家大气研究中心）；Cooperative Institute for Research in the Atmosphere/NOAA（大气研究合作研究所/美国国家海洋和大气管理局）；École Centrale de Lyon（里昂中央理工学院）
本文通过直接数值模拟验证了旋度子网格模型的有效性，表明在标准Smagorinsky框架中引入旋度效应可改善子网格湍流建模。
2026-03-27 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Final states of two-dimensional turbulence above large-scale topography: stationary vortex solutions and barotropic stability
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Center for Ocean Research in Hong Kong and Macau, The Hong Kong University of Science and Technology（香港及澳门海洋研究中心）
研究二维湍流在大尺度地形上方的最终状态，通过静止涡旋解和无旋稳定性分析，揭示涡旋与地形的关联机制。
2026-04-21 physics.flu-dyn
Multiscale Turbulence Synthesis: Validation in 2D Hydrodynamics
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，ENS，PSL大学，CNRS，索邦大学，巴黎西岱大学）；Observatoire de Paris, PSL University, Sorbonne Université, LERMA（巴黎天文台，PSL大学，索邦大学，LERMA）；Institut de recherche en astrophysique et planétologie UniversitT́oulouse III - Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique, UMR5277（天体物理学与行星学研究所，图卢兹第三大学-保罗萨巴蒂尔，南比利牛斯天文台，法国国家科学研究中心，UMR5277）；Sorbonne Université, CNRS, UMR7095, Institut d’Astrophysique de Paris（索邦大学，CNRS，UMR7095，巴黎天体物理研究所）；DPHY, ONERA, Université Paris-Saclay（物理与应用数学系，ONERA，巴黎萨克雷大学）
本文提出了一种多尺度湍流合成方法，用于高效生成具有真实物理特性的随机场，以验证其在二维不可压缩流体动力学中的有效性。
2025-06-30 astro-ph.GA physics.flu-dyn
Coherent structures in localised and global pipe turbulence
最近在管流中发现的不稳定行波（TW）被誉为一个重大突破，希望他们填充湍流吸引子。我们证实了存在的相干态与内部的快速和缓慢条纹相称的结构和能量与已知的TW在一个长管道中使用数值模拟。然而，这些只发生在低雷诺数（Re=2000-2400）时（局部）“喷流”湍流的低能量区域内，而在Re=2800时（均匀）“段塞”湍流中根本不发生。这强烈表明，所有目前已知的TW坐在层流和湍流状态之间的相空间的中间区域，而不是被嵌入在湍流吸引子本身。具有强烈减速核心的新相干快条纹态似乎取代了湍流吸引子。
2008-02-20 physics.flu-dyn
Implementation and verification of the resolved Reynolds stress transport equations in OpenFOAM
Aarhus University（奥胡斯大学）；Kamstrup A/S（卡姆斯特罗普股份有限公司）
本文在OpenFOAM中实现并验证了一个用于计算大涡模拟中解析雷诺应力输运方程全部收支项的函数对象库，通过槽道流和管道流的网格细化研究证明其能准确收敛于DNS数据，为开源CFD社区提供了湍流分析工具。
2025-11-06 physics.flu-dyn
Data augmented turbulence modeling for three-dimensional separation flows
本文应用场反演和机器学习方法描述了轴对称小山丘的三维分离流场，并对Spart-Allmaras模型进行了扩充。采用离散伴随方法求解场的反演问题，并采用人工神经网络作为机器学习模型。提出了一种场反演的验证过程，以调整超参数并获得物理上可接受的解。场反演结果表明，平均分离线上游边界层和分离剪切层中的非平衡湍流效应主导了三维分离流的流动结构，这与已有的物理知识是一致的。然而，湍流各向异性对平均流的影响似乎是有限的。在机器学习阶段提出并实现了两种方法，以克服样本不平衡的问题，同时降低训练过程中的计算成本。实验结果表明，所提方法是有效的.
2022-04-28 physics.flu-dyn
Finite-time localized singularities as a mechanism for turbulent dissipation
基于自聚焦非线性薛定谔方程，我们给出了一个奇异性介导湍流的情形，充分光滑的初始状态导致有限时间内的爆破。在这里，通过增加耗散，这些奇异性是正规化的，并列入一个外部强迫的结果在一个混乱的波动状态。强事件在空间和时间上随机出现，使得耗散率具有很大的波动性。该模型表明：i）耗散只发生在奇点附近，ii）这种强烈的事件在空间和时间上是随机的，iii）平均耗散率随着粘度的变化几乎是恒定的，以及iv）观察到具有幂律依赖性的Obukhov-Kolmogorov谱以及使用结构函数相关性的间歇性行为，与流体湍流密切对应。
2019-10-12 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Validation and application of the lattice Boltzmann algorithm for a turbulent immiscible Rayleigh-Taylor system
本文利用Shan-Chen赝势在GPU上实现了二维Rayleigh-Taylor湍流的多组分格子Boltzmann（LB）模型。在不混溶的情况下，这种方法能够准确地克服固有的数值复杂性所造成的复杂结构的界面，出现在充分发展的湍流制度。LB模型的准确性进行测试的早期和后期阶段的不稳定性。对于发达国家的湍流运动，我们分析了不同的条款描述的动能和势能的变化之间的平衡。然后分析了界面在能量平衡中的作用，以及界面诱导的涡量在能量耗散中的作用。统计特性进行了比较混溶和不混溶流。我们的结果也可以被认为是第一个验证步骤，以扩大LB模型的应用程序的三维不混溶瑞利-泰勒湍流。
2021-12-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A generalized nonlinear Schrödinger equation as model for turbulence, collapse, and inverse cascade
利用一个具有复系数群色散和非线性项的二维广义立方非线性薛定谔方程，研究了有限振幅局域初始扰动的演化.结果发现，后者的调制可以导致边带的形成，波凝聚，崩溃，湍流，和逆级联，虽然不是所有在一起，也不是在该顺序。
2011-04-16 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Low-dimensional dynamics embedded in a plane Poiseuille flow turbulence : Traveling-wave solution is a saddle point ?
本文用直接数值模拟方法研究了Re=3000时平面Poillille流中条纹的不稳定性及其非线性演化。提出存在一个行波解。的TWS是本地化的两个墙壁之一，特别是类似于在实验中观察到的相干结构和DNS到目前为止。该TWS周围的相空间结构类似于鞍点。由于该TWS的稳定流形在准二维（Q2D）能量轴附近扩展，因此沿稳定流形向TWS逼近的过程可近似描述为条纹（Q2D流）的不稳定性和随后的非线性演化.爆发对应于沿着不稳定流形从TWS逃逸。这些流形构成了湍流状态的流域边界的一部分。
1999-05-06 physics.flu-dyn
Dynamical landscape of transitional pipe flow
管道中向湍流的转变的特征在于层流和湍流状态的共存。在转变的下端，可以激发局部湍流脉冲，称为喷流。当罕见的波动驱使喷流接近位于具有层流的相空间边界处的边缘状态时，喷流可以衰减。在较高的雷诺数下，可以维持均匀湍流，并在层流中占主导地位。在这里，我们完成了局域态的景观，把它放在一个统一的分叉图片。我们证明了我们的要求在巴克利模型，并激励他们一般。具体来说，我们建议存在一个antipuff和一个间隙边缘-国家，反映了粉扑和相关的边缘状态。以前观察到的层流间隙内形成均匀的湍流，然后自然地确定为通过间隙边缘成核和衰减的防喷。
2022-04-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Quasi-Adiabatic Decay of Capillary Turbulence on the Charged Surface of Liquid Hydrogen
本文研究了液氢带电表面上毛细湍流的自由衰减。我们发现，衰减开始于频谱范围的高频端，而大部分能量仍然局限于低频。与非定常波湍流过程的自相似理论的明显差异占在准绝热衰减，其中快速非线性波相互作用重新分配能量的频率尺度在所有频率的有限阻尼的存在下。基于这一思想的数值计算与实验数据吻合较好。
2009-01-31 cond-mat.other physics.flu-dyn
The transition to turbulence in parallel flows: transition to turbulence or to regular structures
我们提出了一个方案的过渡流，这是众所周知的，从过渡的亚临界字符造成的局部湍流斑点的形成。我们表明，它是没有必要添加“手”的随机噪声的方程中的一个术语，以描述存在的长波长的波动，只要分叉状态是超出Benjamin-Feir不稳定性阈值。本文导出了广义复Ginzburg-Landau方程的亚临界不稳定性阈值。超过和接近Benjamin-Feir阈值，我们表明，动力学主要是由服从Kuramoto-Sivashinsky方程的复振幅的相位驱动的，而模量的波动较小，并从属于相位（如已经证明的超临界情况）。相反，在Benjamin-Feir不稳定性阈值以下，分叉态确实会失去与湍流相关的随机性，从而使跃迁成为无噪声反应扩散系统中的平均场类型，并导致脉冲状图案。
2015-11-26 nlin.CD physics.flu-dyn
Monte Carlo approach to turbulence
研究了离散时空格点上一维随机力驱动的Burgers方程的路径积分形式.我们表明，通过蒙特卡罗方法，可以评估观测值，如结构函数，作为不同的领域实现的系综平均。正则化的冲击解决方案的零粘度限制（霍普夫方程）最终导致晶格参数的限制所需的稳定性的模拟。深入了解局部结构（冲击）的形成及其动力学。
2009-11-03 hep-lat physics.flu-dyn
Three-dimensional turbulence generated homogeneously by magnetic particles
三维湍流的实验研究通常采用大尺度的空间局部化强迫（例如通过旋转叶片或振荡网格），通常采用确定性的方式。在这里，我们报告了一种原始技术，其中流体被迫在体积，随机的空间和时间，使用远程驱动的小磁性粒子。这种强迫几乎不产生平均流，并且更接近于各向同性均匀湍流的直接数值模拟。我们计算的能量谱和结构函数使用本地和时空流速测量。能量耗散率也以五种不同的方式进行了一致的评估。我们的实验结果证实了这种湍流的稳定性，均匀性和各向同性的功能，特别是Tennekes'模型的Tennekes'常数的实验估计。
2021-10-25 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Development and Experimental Validation of Novel Evaluation Criteria for Turbulent Two-Phase VOF Simulations in High-Pressure Die Casting
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本研究开发了新型湍流两相VOF模拟评估标准，通过实验验证了其在高压压铸中对气泡和缺陷的预测能力，为工艺优化提供定量依据。
2026-01-21 cs.CE physics.app-ph physics.flu-dyn
Statistical features of freely decaying two-dimensional hydrodynamic turbulence
对高雷诺数下自由衰减二维水动力湍流的统计特性进行了数值研究。特别是，数值实验（分辨率高达$8192\times 8192$）提供了一个Kraichnan型湍流谱$E_k\sim k^{-3}$。通过空间滤波，发现对谱的主要贡献来自于准激波形式的锐涡度梯度。这种准奇异性是负责一个强大的角度依赖性的频谱，由于良好的本地化（在角度方面）射流与微小的和/或大的重叠。在每个喷流中，光谱以$k^{-3}$的形式减小。三阶结构函数的行为准确地同意Kraichnan直接级联的概念对应于一个恒定的拟能通量。结果表明，高阶结构函数的幂律指数$ζ_n$比$n$的线性相关性增长得慢，证明了湍流的不稳定性。
2013-01-28 nlin.PS physics.comp-ph physics.flu-dyn
CoNFiLD-inlet: Synthetic Turbulence Inflow Using Generative Latent Diffusion Models with Neural Fields
University of Notre Dame（圣母大学）；Google Research（谷歌研究院）；Cornell University（康奈尔大学）
本文提出CoNFiLD-inlet，将扩散模型与条件神经场潜在空间结合生成随机湍流入口条件，在宽雷诺数范围内无需重训练即可泛化，并通过DNS和WMLES验证了其高保真度与鲁棒性。
2024-11-21 cs.LG physics.flu-dyn
Chaotic self-sustaining structure embeded in turbulent-laminar interface
研究了二维槽道流中湍流与层流的界面结构。这种空间局域结构不仅维持着自身的稳定，而且还主动地将层流状态转化为湍流状态。换句话说，这种相干结构具有通过其内部动态产生不均匀性的功能。这个功能相干结构的动力学是孤立的使用过滤模拟，其动力学的物理视角总结在一个现象学模型称为“喷射-射流”循环，其中包括多尺度相互作用过程。
2015-03-16 nlin.CD physics.flu-dyn
Observation of nonlinear dispersion relation and spatial statistics of wave turbulence on the surface of a fluid
本文报道了流体表面重力-毛细波湍流的实验研究。使用光学方法在时间和空间上同时测量波的振幅。完整的时空功率谱表明，波能量在波矢频率空间中的几个分支上是局域化的。分支的数量取决于波内注入的功率。测量的非线性色散关系被发现是很好地描述了一个法律，这表明参与波湍流的能量传递机制不仅限于纯粹的共振之间的相互作用非线性波。的幂律缩放的空间谱和概率分布的波振幅在一个给定的波数也进行了测量和比较的理论预测。
2010-09-06 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Sub-grid modelling for two-dimensional turbulence using neural networks
在这项调查中，数据驱动的湍流封闭框架的介绍和部署的亚网格模型的Kraichnan湍流。所提出的方法的新颖性在于这样一个事实，即从高保真数值数据的快照被用来通知人工神经网络预测的湍流源项通过本地化的网格分辨信息。特别是，我们提出的方法成功地建立了一个输入之间的映射，由stennial的涡度和流函数以及从两个著名的涡粘性内核的信息。通过这一点，我们预测亚网格涡度强迫在时间和空间上的动态方式。我们的研究在本质上既是先验的，也是后验的。在前者中，我们提出了一个广泛的超参数优化分析，除了通过基于概率密度函数的子网格预测验证学习量化。在后者中，我们分析了我们的框架的性能，在一个经典的衰减的二维湍流测试情况下，在时间和空间离散化相关的错误的存在下，流的演变。角平均动能谱形式的统计评估表明，所提出的方法的亚网格数量推断的承诺。此外，它也被观察到，一些措施的后验误差必须考虑在最佳模型选择更高的精度。因此，本文中的结果代表了从数据生成无启发式湍流闭包的框架形式化方面的一个有前途的发展。
2018-08-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A quasi-linear gyrokinetic transport model for tokamak plasmas
托卡马克等离子体的准线性回旋运动输运模型的发展，最终设计提供物理上全面的热力学相关量的时间演化的预测，是一项任务，需要理论，实验和数值研究之间的紧密联系。这里提出的模型框架，它操作的非线性自组织等离子体动力学的复杂性降低，实际上允许多重验证目前的理解托卡马克微湍流。这项工作的主要成果源于制定这种简化运输模型所涉及的基本步骤，即：（1）准线性等离子体响应对非线性计算解的验证，（2）通过非线性代码对湍流测量的精确验证来改进湍流饱和度模型，（3）准线性模型在集成传输解算器中的集成。
2012-04-15 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Temporal Analysis of Dissipative Structures in Magnetohydrodynamic Turbulence
在湍流等离子体中，能量耗散是高度间歇性的，局限于相干结构，如电流片。空间耗散结构的统计分析是研究湍流的有效途径。在本文中，我们推广这种方法来研究四维时空结构，即，耗散过程代表相互作用的相干结构，这对应于耀斑在天体物理系统。我们开发的方法识别和表征这些过程，然后进行统计分析的耗散过程中驱动磁流体动力学湍流的数值模拟。我们发现，过程往往是高度复杂的，长寿命的，弱不对称的时间。他们表现出强大的幂律概率分布和标度关系，包括与幂律指数接近-1.75的耗散能量的分布，表明强烈的耗散事件占主导地位的整体能量耗散。我们比较我们的结果与以前观察到的统计特性的太阳耀斑。
2015-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Experimental validation of a three-dimensional heat transfer model within the scala tympani with application to magnetic cochlear implant surgery
磁引导人工耳蜗植入是一种很有前途的技术，以减少手术过程中的物理创伤的风险。在该方法中，使用磁场在鼓阶内引导附接到植入电极阵列的尖端的磁体。手术后，必须通过局部加热将磁体从植入电极阵列上拆下，并从鼓阶上移除，这可能会导致热创伤。目的：这项工作的目的是通过实验验证鼓阶的三维（3D）传热模型，该模型将能够准确预测最大安全输入功率，以避免在将磁体从植入电极阵列分离时发生局部过热。研究方法：实验是使用严格的尺度分析设计的，并通过测量3D打印的鼓阶体模中的瞬态温度来进行，该体模在其热环境中发生突然变化，并通过小热源进行局部加热。结果：温度的实测值与预测值吻合较好，误差小于6 $\%$。结论：最后应用经验证的鼓阶的3D热传递模型来评估最大安全输入功率，以避免在分离磁体时局部过热。对于除插入开口外的所有边界都是绝热的最保守情况，释放1 mm $^3$石蜡附着在植入电极阵列上的磁体所需的功率约为预测最大安全输入功率的一半。意义：这项工作将使热安全的磁性人工耳蜗植入手术程序的设计。
2020-09-15 physics.app-ph physics.bio-ph physics.comp-ph
