Magnetic concentrations in stratified turbulence: the negative effective magnetic pressure instability
在强密度分层的存在下，磁流体湍流获得定性的新特性：形成磁通量浓度。在这里，我们回顾这种机制的理论基础，现在被称为负有效磁压不稳定性。我们还提出了直接数值模拟强分层层中的强迫湍流，并讨论了定性和定量的相似之处，相应的平均场模拟。最后，讨论了与太阳黑子形成的相关性。
2016-12-24 astro-ph.SR physics.flu-dyn
On the convergence of Magnetorotational turbulence in stratified isothermal shearing boxes
本文研究了具有零净磁通量的分层等温剪切盒中的收敛问题。我们目前的结果与最高分辨率到目前为止-高达200个网格点的压力规模的高度-没有明显的证据表明收敛。相反，麦克斯韦应力随着分辨率的增加而继续减小。我们提出了一些可能的情况来解释缺乏收敛的多层发电机系统的基础上。
2014-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Small-Scale Dynamo in Stably Stratified Turbulence
我们提出了三个主要性质的小规模发电机在稳定分层湍流的数值研究：发病标准，增长率，和磁场各向异性的性质在运动学制度。结果表明，所有这三个发电机性能控制的规模之间的分离的Ozmidov规模和粘性或电阻规模。除了临界磁雷诺数，这使得分层的小规模发电机开始在高和低磁普朗特数制度，分别为临界浮力和磁浮力雷诺数的定义。在恒星辐射带中存在小尺度发电机可能会通过产生麦克斯韦应力影响动力学和/或影响差分旋转区域中的大尺度发电机机制。以太阳辐射带为代表，应用起始判据，我们发现，在太阳速跃层的稳定层结湍流中，层结的强度足以使小尺度发电机处于边缘活跃状态。
2021-02-03 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Bipolar magnetic spots from dynamos in stratified spherical shell turbulence
Mitra等人（2014年）的最新研究表明，在具有螺旋度的强分层强制双层湍流中，下层具有相应的大尺度发电机作用，上层出现磁场，其形式为边界清晰的双极磁点。在这里，我们将这个模型扩展到球楔几何，覆盖北半球高达75°纬度和180°的方位角范围。动力螺旋度和大尺度磁场在低纬度最强。对于中等强度的层结，形成几个两极点，最终填满整个纵向范围。在早期，斑点的极性反映了下面的方位场的方向，正如Ω形通量环所预期的那样。在后期，它们的倾斜变化，使得在相隔约10°的不同纬度处存在相反方向的径向场。我们的模型表明，自发形成的斑点的大小远远大于压力标度的高度。他们倾向于产生接近统一的填充因子被认为是让人想起高度活跃的恒星。我们证实，强烈的分层和强烈的尺度分离是必不可少的成分背后的磁点形成，这似乎是与在较大的深度下降流。
2015-06-02 astro-ph.SR
Generation of large-scale vorticity in rotating stratified turbulence with inhomogeneous helicity: mean-field theory
本文讨论了具有非均匀动力螺旋度的旋转密度分层发展湍流中大尺度涡量产生的平均场论。我们指出，大尺度非均匀流动是由密度分层旋转湍流和均匀动力螺旋度的联合作用或旋转不可压湍流和非均匀动力螺旋度的联合作用产生的。这些效应导致大尺度剪切的形成，并且由于大尺度剪切和雷诺应力诱导的平均涡量的产生的组合效应，其与小尺度湍流的相互作用又引起大尺度不稳定性的激发（称为涡量发电机）。后者是由于大尺度剪切对雷诺应力的影响。快速旋转抑制了这种大规模的不稳定性。
2018-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Negative effective magnetic pressure in turbulent convection
本文研究了弱层结和强层结湍流对流对平均有效洛伦兹力，特别是对平均有效磁压的影响。早先对各向同性强制非分层和分层湍流的研究表明，对于小于均分强度的平均水平磁场，湍流对平均磁压的贡献为负，因此考虑湍流效应的有效平均磁压可能为负。与较早的等温状态方程的强迫湍流情况相比，我们发现，湍流效应类似于或甚至更强的湍流对流的情况下。这被认为是由于湍流在垂直方向上的各向异性。与早期研究相比，另一个重要的区别是特定熵的演化方程的存在。具有熵演化的平均场建模表明，负有效磁压仍然可以导致形成局部通量集中的大尺度不稳定性，即使特定的熵演化在应用于稳定分层（例如，等温）层。有人认为，这种大规模的不稳定性可能是重要的太阳大规模的磁结构，如活动区的形成。
2012-05-14 astro-ph.SR
Contrasting turbulence in stably stratified flows and thermal convection
本文对比了稳定层结湍流和湍流热对流的性质。这些流动之间的一个关键区别是浮力动能馈送的符号$\mathcal{F}_B$。对于SST，由于其稳定的性质，动能通量$\mathcal{F}_B < 0$随波数$k$减小，导致动能谱$E_u(k) \sim k^{-11/5}$陡峭。湍流对流是不稳定的，因此$\mathcal{F}_B > 0$导致$Π_u(k)$与$k$增加;然而，由于浮力相对较弱，这种增加是边际的，因此$E_u(k) \sim k^{-5/3}$与流体动力学湍流相似。本文还描述了上述系统的守恒通量。
2019-02-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Critical Balance and Scaling of Strongly Stratified Turbulence at Low Prandtl Number
我们扩展了稳定分层湍流的标度关系，从单位普朗特数的地球物理制度的天体物理制度的非常小的普朗特数适用于稳定分层区域的恒星和气体巨星。当普朗特数下降到浮力雷诺数的倒数（即$PrRb<1$）以下时，发现发生向新的湍流状态的过渡，这表明浮力方程中的主导平衡发生了变化。临界平衡参数的应用，然后推导出新的预测的各向异性能谱和占主导地位的平衡的Boussinesq方程的$PrRb\ll1$制度。我们发现，所有的标准标度关系的单位$Pr$稳定分层湍流极限简单地结转，如果弗劳德数，$Fr$，是由一个修改的弗劳德数，$Fr_M\equiv Fr/(PrRb)^{1/4}$取代。地球物理学和天体物理学的制度，从而顺利地连接在整个$PrRb=1$过渡。讨论了该方法在恒星辐射带垂直输运中的应用以及对小尺度发电机不稳定性判据的修正。
2022-12-30 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Long-term Evolution of Large-scale Magnetic Fields in Rotating Stratified Convection
对流发电机模拟在当地笛卡尔几何。我们首次成功地模拟了一个大规模的振荡发电机在刚性旋转对流没有稳定分层层。激励大规模发电机的关键要求是与欧姆扩散时间相当的足够长的积分时间。通过比较有稳定分层和无稳定分层两种模型，研究了它们对大型发电机的影响。大尺度磁场的时空演化在两种模型中是相似的。然而，有趣的是，在没有稳定层的模型中的磁周期比有稳定层的模型短得多。这表明稳定层对大尺度磁场的周期性变化起了阻碍作用。
2014-03-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Axisymmetric, Rotating and Stratified Star
本文考虑Euler-Poisson方程的控制下的自引力，旋转，轴对称的恒星的稳定状态的附加假设下，它是由不可压缩的分层流体。将原来的六个非线性方程组简化为两个方程，一个是质量密度方程，另一个是引力场方程。这种简化分别在柱坐标和球坐标中进行。作为“副产品”，我们还推导出压力的表达式。由此产生的方程，然后解决近似和这些解析解，然后用于确定旋转的恒星的形状。
2018-07-17 astro-ph.SR math-ph math.MP
Fully Convective Magnetorotational Turbulence in Stratified Shearing Boxes
本文用数值方法研究了分层剪切盒中的湍流和发电机作用，其中磁通量为零。我们假设流体服从理想气体定律，并具有有限（常数）的热扩散率。我们在垂直边界处选择辐射边界条件，其中热通量与温度的四次方成比例。我们比较的结果与相应的情况下，其中固定的温度边界条件。最值得注意的结果是，形成一个完全对流的状态，其中密度几乎是恒定的高度的函数和热量被输送到上下边界的翻转运动是强大的，即使在辐射边界条件的情况下仍然存在。有趣的是，在对流制度，虽然扩散运输是可以忽略不计的平均层结不松弛到绝热状态。
2013-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Turbulence in stably stratified radiative zone
恒星辐射带中的湍流输运是一个很大的课题，人们对此知之甚少。许多物理过程可以潜在地驱动恒星辐射区的湍流，但有限的观测约束和湍流输运模型的不确定性使得很难确定最相关的一个。在这里，我们专注于稳定分层的径向湍流输送的化学品的效果，更特别的情况下，湍流是由径向剪切驱动。数值模拟的结果，旨在测试湍流传输的唯象模型。虽然这似乎没有什么野心，但无论驱动湍流运动的机制是什么，稳定层结都会影响径向湍流输送，目前的考虑对这些其他机制也是有用的。
2019-11-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Bipolar region formation in stratified two-layer turbulence
这项工作提出了一个广泛的研究，以前发现的形成双极通量浓度在两层模型。我们解释的形成过程中的负有效磁压不稳定性（NEMPI），这是一个可能的机制来解释太阳黑子的起源。在我们的模拟中，我们使用笛卡尔域的等温分层气体，分为两层。在下层，湍流是被迫与横向非螺旋随机波，而在上层没有流诱导。始终在整个域中施加弱的均匀磁场。在这项研究中，我们改变分层通过改变重力加速度，磁雷诺数，施加的磁场的强度，和域的大小，以调查他们的形成过程的影响。双极磁结构的形成在很大的参数范围内发生。磁结构变得更强烈的分层，直到密度对比成为周围的$100$穿过湍流层。对于考虑的雷诺数，磁通量浓度产生在磁普朗特数在0.1和1之间。双极区域中的磁场随着较高的施加场强而增加，直到该场变得与湍流的均分场强相当。更大的水平范围使通量集中变得更强和更连贯。双极结构的大小与畴的大小无关。在双极区形成的情况下，我们发现大规模的磁场，这是一个磁流体不稳定性的指示指数增长。此外，通量浓度与强大的大规模向下和收敛流。这些发现意味着NEMPI是负责磁通量浓度。
2016-04-26 astro-ph.SR
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
Alpha effect and dynamo in density-stratified turbulence with large-scale shear: applications to protoplanetary discs and astrophysical clouds
Ben-Gurion University of Negev（内盖夫本-古里安大学）
研究密度分层湍流与大尺度剪切共同作用产生的α效应和平均场发电机效应，探讨其在原行星盘和天体物理云中的应用。
2026-03-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Wave reflection and transmission at interface of convective and stably stratified regions in a rotating star or planet
本文用一个简化的模型研究了对流区与稳定层结区（如恒星的辐射层或气态行星的层结层）交界处的波反射和透射。考虑对流区的惯性波和稳定层结区的重力惯性波。我们从极地开始，然后扩展到任何纬度。讨论了六种情况（见表1），在情况2中，两种波在两个区域共存。对于情况2进一步讨论四种配置。计算了波浪反射和透射的角度和能量比。结果表明，波浪的传播和透射取决于浮力频率与旋转频率的比值。在快速旋转的恒星或行星中，波穿过界面传播，入射波的大部分能量被传输到另一个区域，而在慢速旋转的恒星或行星中，波的传输被抑制。
2020-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Self-Replicating Three-Dimensional Vortices in Neutrally-Stable Stratified Rotating Shear Flows
一个以前未知的不稳定性创建空间填充晶格的三维涡在线性稳定，旋转，分层剪切流。不稳定性从一个易激发的临界层开始。该层通过从背景剪切中汲取能量而增强，并卷起成涡流，从而激发新的临界层和涡流。涡流自相似地复制以产生湍流涡流的晶格。漩涡会一直持续下去。这种自我复制发生在分层的库埃特流和原行星盘的死区，在那里它可以去稳定开普勒流。
2013-06-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetorotational turbulence in stratified shearing boxes with perfect gas equation of state and finite thermal diffusivity
本文对具有零平均磁通量的分层剪切盒中的湍流和发电机作用进行了数值研究。我们假设流体服从理想气体定律，并具有有限（常数）的热扩散率。计算开始于跨越中平面上方和下方三个刻度高度的等温状态。经过长时间的瞬态后，各层稳定到一个稳态，在该稳态中，边界外的热损失被耗散加热所平衡。我们确定了两种制度。一种传导状态，其中热量主要通过传导传递，密度随高度降低。在大的热扩散率的限制，这一制度类似于更熟悉的等温情况。另一个，对流制度，观察到在较小的值的热扩散率，在该层变得不稳定的翻转运动，热量主要是通过平流和密度变得几乎恒定的整个层。在这后一个恒定密度制度，我们观察到的证据大规模发电机行动导致大幅增加运输效率相对于导电的情况下。
2012-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Critical balance in magnetohydrodynamic, rotating and stratified turbulence: towards a universal scaling conjecture
提出临界平衡-线性传播和非线性相互作用时间尺度之间的尺度平衡-可以用作确定各向异性波系统中强湍流谱的通用标度猜想。磁流体动力学（MHD），旋转和分层湍流被认为是在这种假设下，特别是，一个新的和实验上可检验的能量级联方案和一组缩放的频谱提出了低Rossby数旋转湍流。有人认为，在中性流体中，临界平衡的各向异性级联提供了一个自然的路径，从强各向异性在大尺度上的各向同性Kolmogorov湍流在非常小的尺度。还有人认为，在最近的低Rossby数旋转湍流数值模拟中看到的kperp^{-2}谱可能类似于数值MHD湍流的kperp^{-3/2}谱，在这个意义上，它们可以通过假设波动近似地被极化（排列）为惯性波（MHD的Alfven波）来解释。
2011-06-04 astro-ph.GA astro-ph.SR nlin.CD
Regimes of stratified turbulence at low Prandtl number
本文通过多尺度渐近分析低普朗特数流体的强分层湍流，识别出多种动力学机制，并给出参数空间图及浮力通量等参数化方案。
2024-07-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Internal gravity waves in the energy and flux budget turbulence-closure theory for shear-free stably stratified flows
本文提出了考虑重力重力内波与无剪切稳定层结湍流双向耦合的能量通量平衡湍流闭合理论。该理论基于IGW的总（动能加势能）能量的收支方程、流体湍流的动能和势能的收支方程以及波浪和流体流动的位温的湍流通量。在一定高度处发射的波向上传播，并且波浪能的损失导致湍流能的产生。我们证明，由于非线性效应更强的波浪产生更强的湍流，这反过来又导致IGW的强阻尼。结果表明，较强的波浪的穿透长度比较弱的IGW的穿透长度短。弱IGW产生的湍流各向异性比强IGW产生的湍流各向异性强。低振幅IGW产生的湍流占湍流势能的90%。这类似于所观察到的高空对流层强各向异性（近二维）湍流的性质。
2019-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Generation of a large-scale vorticity in a fast rotating density stratified turbulence or turbulent convection
在滞弹性近似下，我们发现了一种不稳定性，这种不稳定性会导致在快速旋转的小尺度湍流或湍流对流中产生大尺度涡量，并且沿旋转轴具有非均匀流体密度。大尺度不稳定导致两种模态的激发：（i）以垂直涡度为主的模态，其平均速度与垂直坐标无关;（ii）以水平涡度为主的模态，其平均动量与垂直坐标无关。在快速旋转的密度分层流体动力学湍流或湍流对流中，可以激发出以垂直涡量为主的模态。对于这种模式，平均熵在气旋性涡旋内部耗尽，而在反气旋性涡旋内部增强。只有在快速旋转的密度分层湍流对流中才能激发出以水平涡为主的模态。发展的理论可能与解释在大行星中观察到的巨大风暴的大斑点的起源有关，例如，木星的大红斑和土星的大斑点。它也可能有助于解释快速旋转的晚型恒星中高纬度斑点的起源。
2019-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
A hierarchy of energy- and flux-budget (EFB) turbulence closure models for stably stratified geophysical flows
本文从湍流动能、位能、动量通量和浮力通量的收支方程和湍流耗散时间尺度的松弛方程出发，提出了湍流能量和通量收支闭合的物理背景。该闭合是为从中性到非常稳定的分层地球物理流设计的，并考虑了地球自转。根据现代实验证据，封闭性意味着在任何梯度理查森数Ri下，速度切变都能维持湍流，并区分两种主要不同的状态：Ri << 1时的“强湍流”，典型的边界层流，其特征是湍流普朗特数几乎恒定;以及Ri > 1时的“弱湍流”，这是自由大气或深海的典型特征，其中湍流普兰特数随着Ri的增加而渐进线性增加（这意味着与动量传递相比，对热量传送的抑制非常强）。在不同的应用中使用，封闭制定在不同层次的复杂性，从本地代数模型相关的稳定状态的湍流制度的层次结构的非本地封闭，包括更简单的下降梯度模型，提出的涡流粘度和涡流传导率，和一般的非梯度模型的基础上预测方程的湍流，包括湍流通量的所有基本参数。
2015-05-12 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Nonlinear theory of magnetohydrodynamic flows of stratified rotating plasma in two-layer shallow water approximation. Rossby waves and their three-wave interactions
本文研究了在垂直外磁场中自由表面的引力场中天体物理等离子体薄层的旋转磁流体动力学流动。在两层浅水近似下，将等离子体分为两层不同密度的介质，在外加磁场中得到磁流体动力学方程。在β平面近似下，得到了外磁场中旋转分层等离子体的浅水方程组。对于垂直或水平磁场形式的稳定初始条件，已经发展出线性理论，并且已经找到了磁Rossby波形式的解，并对它们进行了修改，以描述分层效应。色散曲线的定性分析表明，存在三波非线性相互作用的磁Rossby波的每个固定的解决方案。参数不稳定性的外观和他们的增量被发现。
2019-07-01 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
A Compressible High-Order Unstructured Spectral Difference Code for Stratified Convection in Rotating Spherical Shells
我们提出了一个新的和强大的可压缩高阶非结构谱差分（CHORUS）代码模拟热对流和相关的流体动力学在恒星和行星的内部。计算几何被视为旋转球壳充满分层气体。在非结构网格上，采用一种稳健高效的高阶谱差分方法（SDM）对流体动力学方程进行离散。谱差分法的计算模板是紧凑的，有利于并行处理。CHORUS在本文中报告的所有测试用例中都展示了出色的并行性能，在NCAR的黄石高性能计算集群上扩展到12，000个核心。通过定义木星和太阳中的全球对流的两个基准案例来验证代码。CHORUS的计算结果与ASH程序的计算结果进行了比较，两者吻合良好，CHORUS程序为模拟诸如多尺度太阳对流、核心对流以及快速旋转扁圆恒星中的对流等各种现象创造了新的机会。
2015-03-06 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.comp-ph
Turbulent fluxes of entropy and internal energy in temperature stratified flows
我们导出了低马赫数温度分层湍流中的平均熵和平均内能方程（即，对于湍流对流或稳定分层湍流），并表明湍流熵通量由${\bf F}_s=\overlineρ \, \overline{{\bf u} s}$给出，其中$\overlineρ$是平均流体密度，$s$是熵的波动，上条表示在湍流速度场${\bf u}$系综上的平均。我们证明了熵的湍流通量不同于流体内能的湍流对流通量${\bf F}_c=\overline{T} \, \overlineρ \, \overline{{\bf u} s}$，其中$\overline{T}$是平均流体温度。这种湍流对流通量在天体物理学和地球物理学文献中是众所周知的，它不能在平均熵方程中用作湍流通量。这一结果对低马赫数温度分层湍流是精确的，并且与所用模型无关。我们还推导出方程的速度熵相关性，$\overline{{\bf u} s}$，在小的和大的Peclet数的限制，分别使用准线性的方法和谱τ近似。鉴于温度分层湍流在天体物理和地球物理中的不同应用，这项研究是重要的。
2015-07-30 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Three-dimensional slow Rossby waves in rotating spherical density stratified convection
本文发展了旋转球形密度分层对流中的三维Rossby慢波理论。Rossby波的频率远小于旋转频率，由基于发展的对流的平衡的非轴对称不稳定性激发。这些波与惯性波和密度分层对流相互作用。对于极低马赫数的流动，采用滞弹性近似来考虑密度分层。我们研究长期行星Rossby波的周期大于两年。我们认为，这些波与南方涛动和厄尔尼诺有关。厄尔尼诺现象是热带太平洋上的风和海面温度的不规则周期性变化，而南方涛动是热带东太平洋和西太平洋之间的表面气压的振荡。南方涛动指数（Southern Oscillation Index，SOI）是南方涛动的一个指数。发展的理论适用于解释的观察周期的SOI。这项研究表明，理论预测和观察之间的良好协议。
2017-07-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Viscous Dissipation and Dynamics in Simulations of Rotating, Stratified Plane-layer Convection
本文利用 Dedalus 模拟非弹性理想气体的旋转密度分层平面对流，揭示剧烈对流下积分耗散加热与黏度、热扩散率无关，并阐明旋转如何改变耗散空间分布、动能通量及热输运。
2024-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Non-linear saturation and energy transport in global simulations of magneto-thermal turbulence in the stratified intracluster medium
本研究通过IDFIX代码进行2D和3D数值模拟，探讨了星系团介质中磁热不稳定性（MTI）湍流的饱和机制与能量传输，发现MTI通过势能注入与耗散平衡实现饱和，并能在ICM外围提供约15%的非热压支撑。
2024-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Local gravitational instability of stratified rotating fluids: 3D criteria for gaseous discs
通过引力不稳定性的旋转气体系统的碎裂被认为是几个天体物理过程中的关键机制，例如原恒星盘中行星的形成，星系盘中分子云的形成，以及分子云中恒星的形成。对于无限薄的圆盘，引力不稳定性是相当好理解的。然而，薄盘近似在许多情况下是不合理的，它是普遍感兴趣的研究旋转流体的重力不稳定性与不同程度的旋转支持和分层。本文导出了轴对称扰动的频散关系，它可用于研究具有正压或斜压分布的旋转轴对称气体系统在任意点的局部引力稳定性。得到了三维稳定性判据，该判据推广了已有的结果，并可用于确定给定三维结构的旋转系统是否以及在何处易于形成团簇。对于厚度为$h_z$的垂直分层气体盘（定义为每单位表面含有70%质量的$\approx$），局部重力不稳定性的充分条件是$Q_{\rm 3D}\equiv\left(\sqrt{κ^2+ν^2}+c_s h_z^{-1}\right)/{\sqrt{4πGρ}}<1$，其中$ρ$是气体体积密度，$κ$是震中频率，$c_s$是声速，以及$ν^2\equivρ_z p_z/ρ^2$，其中$ρ_z$和$p_z$分别是气体密度和压力的垂直梯度。旋转（$κ^2$）和分层（$ν^2$）的联合稳定效应是明显的。在不稳定盘中，不稳定性的条件通常在中平面附近满足，在中平面处，预期增长的扰动具有几个$h_z$的特征径向范围。
2022-11-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Sustained turbulence and magnetic energy in non-rotating shear flows
从数值模拟，我们表明，非旋转磁流体动力学剪切流是不稳定的有限振幅的速度扰动，成为湍流，导致的增长和维持的磁能，包括大规模的领域。这支持的概念，持续的磁能从湍流是独立的驱动机制足够大的磁雷诺数。
2017-03-08 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Tidal dissipation in stably stratified and semi-convective regions of rotating giant planets: incorporating Coriolis forces
本研究建立纳入科里奥利力的球形布西涅斯克模型，发现旋转巨行星的稳定分层流体核可显著增强惯性波与重惯性波的潮汐耗散，足以解释土星卫星迁移率，对系外巨行星潮汐演化也有重要意义。
2023-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Large-scale clustering of inertial particles in a rotating, stratified and inhomogeneous turbulence
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；IZMIRAN（俄罗斯科学院空间研究所）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
研究旋转湍流中惰性粒子的大尺度聚类现象，揭示其在不同相互作用模式下的分布特征及形成时间尺度。
2025-06-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Joint downscale fluxes of energy and potential enstrophy in rotating stratified Boussinesq flows
我们采用粗粒度的方法来分析非线性级联Boussinesq流使用高分辨率的模拟数据。我们得到的预算，解决能源和潜在的拟能同时在空间和规模的演变。然后，我们使用数值模拟的Boussinesq流，强迫在大尺度上，和固定的旋转和稳定的层结沿垂直轴，研究在三个不同的制度的层结和旋转的尺度间通量的能量和位涡拟能：（i）强旋转和中等层结，（ii）中等旋转和强层结，和（iii）同样强的层结和旋转。在所有这三种情况下，我们观察到恒定的通量的全球不变，平均能量和平均潜在拟能，从大到小的尺度。恒定的位涡拟能通量范围的存在提供了支持级联位涡拟能概念的第一个直接经验证据。这两个不变量的持续向前级联反映了这些流动与二维湍流的显著偏离。
2011-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
