Shedding of Vortex Rings from an Oscillating Sphere in Superfluid He-4 below 0.5 K - The Origin of the Turbulent Drag Force
围绕振荡球体的湍流的开始已知发生在临界速度vc ~ sqrt（kappa ω）处，其中kappa是循环量，ω是振荡频率。然而，在驱动力幅值F的小区间内（或高于vc几个百分比的相应速度幅值），发现湍流是不稳定的。流型在势流和湍流之间间歇地切换。湍流相的寿命呈指数分布，其平均寿命τ随驱动力的增加而迅速增长，即τ（F）~ exp [（F/F1）^2]。在这项工作中，比以前更详细地分析了这个实验结果，特别是确定了力F1。结果表明，湍流阻力F（v）~（v^2 - vc^2）可以定量地归因于具有球体大小的涡环脱落。此外，我们可以推断出在任何给定的速度v下，每半周期在湍流阻力上脱落的涡环的平均数量。
2013-09-08 cond-mat.other physics.flu-dyn
On the interaction between velocity increment and energy dissipation in the turbulent cascade
本文讨论了充分发展湍流中纵向速度增量与能量耗散率之间的相互作用问题。这两个量之间的耦合的随机马尔可夫过程的理论进行了实验研究。所谓的马尔可夫分析可以精确描述速度增量和能量耗散的联合统计特性。特别是，有可能确定控制这两个量的联合概率密度沿尺度演化的微分方程。该方程的性质为理解小尺度不稳定性的能量耗散和速度增量之间的耦合提供了有趣的新见解。
2002-12-06 physics.flu-dyn
Statistics of the Energy Dissipation Rate and Local Enstrophy in Turbulent Channel Flow
采用高分辨率直接数值模拟方法，研究了不可压缩、充分发展的湍流槽道流动中能量耗散率和局部拟能高阶统计量对高度和雷诺数的依赖性。统计研究了一系列的壁面距离，跨越粘性子层的通道流中心线，摩擦雷诺数$Re_τ= 180$和$Re_τ= 381$。高分辨率的模拟允许耗散和拟能矩高达四阶计算。这些时刻显示出对壁距的依赖性，并在对数层的边缘观察到雷诺数效应。条件分析的基础上激烈的旋转的位置也进行了，以确定涡结构的耗散和涡度拟能矩的贡献。我们的分析表明，在较大的雷诺数的模拟，小尺度波动的耗散和涡拟能成为相对恒定的$z^+ \gtrsim 100$。
2011-06-27 physics.flu-dyn
Minimum-dissipation model and symmetry-preserving discretization for scalar transport in a turbulent flow
本研究将最小耗散模型扩展至标量输运，结合保对称离散化，在OpenFOAM差分加热腔中验证，显著提升高度拉伸网格上流动与传热预测。
2025-02-28 physics.flu-dyn
Extreme dissipation event due to plume collision in a turbulent convection cell
一个极端的耗散事件在一个封闭的三维湍流对流单体的大部分被发现是与一个强大的减少系统中的大规模环流，发生在同一时间作为羽流排放事件从底板。大规模环流的减少为向下和向上流羽流的近正面碰撞以及在大体积中产生高振幅热耗散层提供了可能性。这种碰撞局部地连接到随后的高振幅能量耗散事件中的一个强剪切层的形式。我们的分析说明了过渡的影响，在大尺度结构的极端事件在最小尺度的湍流，一个直接的链接，观察到的流与边界层。我们还表明，极端耗散事件的检测，确定在散装的耗散场的长尾统计需要长时间的运动方程的积分超过至少一百个对流时间单位。
2016-09-16 physics.flu-dyn
Spatiotemporal statistics of the dissipation rate at the boundary of a turbulent flow using Diffusing-Wave Spectroscopy
本文首次利用扩散波光谱对湍流边界耗散率进行时空分辨测量，验证了 ε∝Re³ 标度律并发现其涨落呈对数正态分布，但功率密度谱与均匀各向同性湍流预期不符。
2025-11-05 physics.flu-dyn
Geometry of stratified turbulent mixing: local alignment of the density gradient with rotation, shear and viscous dissipation
本文提出基于速度梯度张量构造两个正交基的几何分析方法，研究分层湍流中密度梯度与旋转、剪切及黏性耗散的局部对齐，并利用分层倾斜管道实验揭示高剪切区密度梯度优先沿最小耗散方向且垂直于rotex-剪切平面的规律。
2023-09-19 physics.flu-dyn
Dissipation Scaling and Structural Order in Turbulent Channel Flows
从一个新的角度考虑槽道湍流的尺度和结构演化。总积分湍流动能保持不变时，归一化的摩擦速度的平方，而总耗散相对于雷诺数线性增加。这用作湍流结构的全局约束。根湍流变量的通量平衡的启发下，我们还发现耗散标度为u2和v2，分别通过其第一和第二梯度。这种自相似性允许在任何雷诺数的基础上，通过一个简单的乘法运算，一个共同的模板轮廓重建。在拉格朗日输运方程中使用这些比例变量导出雷诺剪应力，进而计算平均速度分布。自相似性与输运方程一起，使通道流中湍流动力学和完整结构的可计算性的简洁视图成为可能。
2021-01-05 physics.flu-dyn
Experimental study of turbulent thermal diffusion of inertial particles in a convective turbulence forced by oscillating grids
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
通过振荡网格强迫对流湍流实验，研究惯性固体颗粒的湍流热扩散现象，发现有效漂移速度与理论预测一致，且惯性颗粒（直径10 μm）的漂移速度是非惯性颗粒（0.7 μm）的1.5-2.5倍。
2026-05-24 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Low-wavenumber forcing and turbulent energy dissipation
在湍流的直接数值模拟中迫使流体的一种流行方法是采用与流体速度在其最低傅立叶模式上的投影成比例的体积力，同时保持注入的外部功率恒定。在本文中，我们进行了一个简单但严格的分析，建立这种类型的强迫的能量耗散率和所得雷诺数之间的关系的界限。虽然这种分析不能给出能谱的详细信息，但它确实提供了一些指示，说明了较低的、直接受迫的模式与由级联激发的模式之间的能量平衡。
2004-04-09 physics.flu-dyn
Shot noise multifractal model for turbulent pseudo-dissipation
乘法级联已用于湍流中，以产生具有多重分形统计和长程相关性的场。在文献中已经仔细讨论了产生这种随机场的连续随机过程和因果随机过程的例子。在这里，因果对数正态随机过程被建立来表示在拉格朗日轨迹的伪耗散的动力学。它被引入作为随机微分方程的解决方案，驱动的噪声源，在周期性的间隔突然跳跃，其周期是耗散的时间尺度的流量。这个随机场具有连续尺度的尺度不变性，并显示时间上的不连续跳跃，在柯尔莫哥洛夫尺度下具有平滑的时间演化。它的多重分形和相关性的数值证明。
2020-05-29 physics.flu-dyn
Separation drag reduction through a spanwise oscillating pressure gradient
本文采用数值方法施加展向压力梯度来控制方杆通道内的流动分离和减小湍流阻力。横向流动产生的最大阻力减少25%，这是由于较低的压力和表面摩擦阻力。压阻减小最大可达22%，这是由于杆前正高压的减小和杆后低负压的增加。表面摩擦阻力的减小是由沿流动完全附着的杆之间的空腔的较低的壁面剪应力引起的，而杆的顶部和杆后面的分离区域中的壁面剪应力不受影响。忽略湍流速度波动的非线性项得到的展向层流被用来计算沿展向振荡流体所花费的功率，并且发现与平均湍流所花费的功率非常一致。通过从由于横向流动而节省的功率中减去用于控制流动的功率来找到节省的边际或负净功率。该控制减小了总阻力，因为沿连接两个连续杆的拐角的水平线的雷诺应力的积分减小，这反过来又影响压力和壁面剪应力的减小。
2021-03-04 physics.flu-dyn
The Excess Dissipation of Energy in a Turbulent Boundary-Layer and its Departure from Log-Normality
SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（SPEC, CEA, CNRS, 巴黎萨克雷大学）
利用PIV和扩散波谱测量研究冯·卡门流中的湍流耗散，比较整体和壁面动力学。发现壁面耗散有额外增长，与速度梯度主导标度有关，还推断了皮肤摩擦系数等，揭示对数正态行为不同起源。
2026-07-07 physics.flu-dyn
Combined active-passive heat transfer control using slotted fins and oscillation in turbulent flow: the cases of single cylinder and tube banks
在强化传热的方法中，如径向翅片，强化传热通常导致阻力增加。在本文中，槽插入的鳍，同时降低阻力系数。本文研究了圆柱体和带有径向开槽翅片的振荡管束的湍流对流换热。基于k-ω SST闭合模型，利用OpenFOAM软件对控制方程进行二维求解。研究了不同槽位、槽宽、槽数、鳍片高度和振荡频率的情况。在所有情况下，雷诺数取为等于5000。在鳍片上的三个槽的存在下，阻力系数降低了23%，努塞尔数增加了76%。为了强化管束的传热，采用了管束振动和开槽翅片的方法。最佳情况发生在具有振荡的第三柱的样品中，其相对于固定情况显示出3%的热传递增量。这是同时添加开槽翅片到振荡管组增加传热高达2.5倍。
2021-06-14 physics.flu-dyn
Dynamical hysteresis in the dissipation in turbulent flows
Univ. Lille, CNRS, ONERA, Arts et Metiers Institute of Technology, Centrale Lille（里尔大学、法国国家科学研究中心、ONERA、巴黎国立高等工艺学院、里尔中央理工学院）；Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales（布宜诺斯艾利斯大学理学院）；CONICET - Universidad de Buenos Aires, 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））；Institut universitaire de France (IUF)（法兰西学院）；Ann and H.J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校安恩和H.J.斯米德航空航天工程科学系）
通过风洞实验和直接数值模拟，发现非稳态湍流中耗散常数在减速流中更大，导致周期性流动产生滞后循环，其面积与斯特劳哈尔数和相对振幅的组合参数成比例，并通过Karman-Howarth方程中的非稳态项解释。
2026-06-11 physics.flu-dyn
On dissipation time scales of the basic second-order moments: the effect on the Energy and Flux-Budget (EFB) turbulence closure for stably stratified turbulence
本文利用直接数值模拟（DNS）评估基本二阶矩耗散率，修订稳定分层湍流的EFB湍流闭合理论，揭示TKE、浮力通量与TPE间的关键反馈机制，维持任意Richardson数下的剪切稳定分层湍流。
2025-01-29 physics.flu-dyn
Sudden viscous dissipation of compressing turbulence
如果压缩比湍流涡旋的粘性耗散时间快，则湍流等离子体的压缩可以放大湍流动能。一个突然的粘性耗散机制被证明，从而这种放大的湍流动能迅速转换为热能，提出了一个新的范例快速点火惯性聚变。
2016-02-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
The spatio-temporal statistical structure of the turbulent dissipation field and its stochastic representation as a Gaussian Multiplicative Chaos
Univ Lyon, Ens de Lyon, Univ Claude Bernard, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂大学，巴黎高等师范学院里昂分校，克洛德·贝尔纳大学，法国国家科学研究中心，物理实验室）；CNRS, ICJ UMR5208, Ecole Centrale de Lyon, INSA Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Jean Monnet（法国国家科学研究中心，里昂中央理工学院，里昂国立应用科学学院，里昂克洛德·贝尔纳大学，让·莫内大学）
本文研究湍流耗散场的时空统计结构，提出基于高斯乘积混沌的随机模型，并通过Navier-Stokes方程的直接数值模拟验证其时空演化特性。
2026-07-02 physics.flu-dyn
Non-equilibrium turbulence scalings and self-similarity in turbulent planar jets
本文研究了平面湍流射流的自相似性和耗散标度以及理论上隐含的平均流标度。与已经进行此类研究的湍流尾流不同（Dairay等人，2015; Obligado等人，2016），这是一种无边界湍流剪切流，其中局部雷诺数随着距离入口的距离而增加。Dairay等人（2015）修订的Townsend-George理论适用于湍流平面射流。在这个理论中，只有少数轮廓需要自相似。平均流量、湍流耗散、湍流动能和雷诺应力分布的自相似性得到了我们从18到至少54个喷嘴尺寸的实验结果的支持，这是这项工作中研究的最远的位置。此外，在湍流尾流、衰减网格生成湍流、各种周期性湍流和湍流边界层中发现的非平衡耗散标度（Vassilicos 2015，Dairay等人2015，Goto & Vassilicos 2015，Nedic等人2017）也在当前湍流平面射流和Antonia等人（1980）的湍流平面射流中观察到。根据这些观测结果，该理论意味着新的平均气流和喷流宽度定标，这与我们的数据和Antonia等人（1980）的数据是一致的。特别是，它意味着一个迄今为止未知的夹带行为：特征横流中心线流向平均流速的比率衰减为-1/3幂的流向距离在该地区的非平衡耗散缩放举行。
2018-03-28 physics.flu-dyn
Energy Spectra and Fluxes in Dissipation Range of Turbulent and Laminar Flows
Pao~（1965）和Pope~（2000）提出的湍流模型同时描述了惯性区和耗散区的能谱。在本文中，我们计算的能量谱$E(k)$和能量通量$Π(k)$使用直接数值模拟网格上的$4096^3$，并显示的数值结果和预测的上述模型之间的一致性。我们还构建了一个层流模型，预测$E(k)\sim k^{-1} \exp(-k)$和$Π(k)\sim k \exp(-k)$。我们的模型预测与数值结果相匹配。着重指出了两种流动中能量传递的不同之处-湍流中能量传递是{ \em局域}的，而层流中能量传递是{ \em非局域}的。
2019-02-18 physics.flu-dyn
Scaling bounds on dissipation in turbulent flows
本研究提出一种直接从运动方程估算流体动力学统计量（如平均能量耗散率）的严格新方法，并在多种对流及流动场景中完成测试验证。
2015-01-05 math.AP physics.flu-dyn
Reynolds number effect on the dissipation function in wall-bounded flows
采用直接数值模拟（DNS）数据库，研究了摩擦雷诺数Reτ= 2000时，平板通道内不可压Poiffille湍流的耗散函数随雷诺数的演化规律。DNS结果表明，平均流直接耗散的平均部分达到一个常数，而湍流部分在耗散前转化为湍流动能，遵循对数规律。这一结果表明，在不对平均速度分布作任何假设的情况下，可以得到摩擦力的对数律。该规律与平面通道和边界层流动的实验结果吻合较好。
2012-10-30 physics.flu-dyn
Thermal noise competes with turbulent fluctuations below millimeter scales
湍流经常伴随着物理、化学和生物过程，例如混合、两相流、燃烧，甚至细菌和浮游生物幼虫的觅食，所有这些在原则上都受到已经在几微米尺度上的热波动的影响。然而，湍流波动开始被强烈阻尼的毫米尺度与流体的平均自由程之间的大间隔通常被假定为意味着热波动与湍流耗散范围无关。在这里，我们使用统计力学的估计表明，热波动是不可忽略的相比，湍流涡的耗散范围。Sabra壳模型的模拟表明，间歇性的湍流爆发导致波动的长度尺度，低于该尺度，热波动是重要的：超过三十年的长度，从亚毫米尺度到平均自由程，热波动与流体动力学共存。我们的研究结果表明，热波动不能被忽略时，在远耗散范围内的湍流现象建模。
2021-07-07 physics.flu-dyn
Asymmetrical Order in Wall-Bounded Turbulent Flows
在梯度结构中，对于每个雷诺应力分量，揭示了湍流壁边界流的缩放。在耗散结构中，存在一种不对称的秩序，我们可以部署它来统一这些流动内部和之间的缩放和传输动力学。槽道和平板边界层流动的外边界条件有细微的差别，它们改变了远离壁面的湍流结构。耗散结构和相应的输运动力学中表现出的自相似性建立了有壁界湍流的能力和知识。
2021-01-31 physics.flu-dyn
Resolving the fine-scale structure in turbulent Rayleigh-Benard convection
我们提出了高分辨率的直接数值模拟研究的湍流瑞利-贝纳德对流在一个封闭的圆柱形细胞的纵横比为1。我们分析的重点是对流湍流的最小尺度，特别是在散装和整个细胞的动能和热耗散率的统计。能量耗散场的波动可以直接转化为波动的局部耗散尺度，随着瑞利数的增加，局部耗散尺度会产生更精细的波动。这些尺度的范围以及高振幅耗散事件的概率随着普朗特数的增加而减小。此外，我们还研究了两个耗散场的联合统计和高振幅事件的后果。我们还研究了我们的谱元方法的收敛性，并发现这两个耗散领域是非常敏感的分辨率不足。我们表明，全球运输性能，如Nusselt数，和能量平衡是部分不敏感的分辨率不足，并产生正确的结果，即使当耗散领域是欠解决。我们目前的数值框架相比，使用有限差分法的高分辨率模拟。对于大多数比较的数量的协议是令人满意的。
2013-11-06 physics.flu-dyn
Experimental assessment of a scalar-dissipation-rate sub-grid-scale closure for Large Eddy Simulation of turbulent premixed flames
The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
通过实验评估了用于湍流预混火焰LES的标量耗散率亚网格闭合模型，验证了其预测能力，并发现模型参数在大卡尔洛维茨数下与先前值一致，为扩展应用提供了依据。
2026-09-29 physics.flu-dyn
Dissipation in unsteady turbulence
最近的实验和模拟表明，非定常湍流在达到动态平衡态之前，表现出普遍的行为。我们发现，所观察到的普遍的非平衡标度可以解释使用非平衡校正Kolmogorov的能谱。鉴于实验和数值观测的普遍性，这里提出的想法奠定了广泛的非定常湍流类的建模基础。
2016-10-13 physics.flu-dyn
Further analysis of the budgets of the dissipation tensor $\varepsilon_{ij}$ in turbulent plane channel flow
最近的DNS结果[Gerolymos G.A.，瓦莱岛807（2016）386--418]提供了低雷诺数湍流平面通道流中耗散张量$\varepsilon_{ij}$分量的传输方程中的项的数据。本文扩展了以前的结果，详细分析了各种机制的行为在$\varepsilon_{ij}$ -输运方程（生产，扩散，再分配，破坏），特别强调的组件由组件的比较与相应的机制在输运方程中的应力$r_{ij}$。将壁面法向分量的压力项分解为再分布和压力扩散，揭示了壁面附近的显著不同的行为。详细研究了输运方程中不同项的壁面渐近性，并利用DNS数据进行了检验。DNS数据和壁面渐近分析都表明，耗散破坏张量$\varepsilon_{\varepsilon_{ij}}$的各向异性与$r_{ij}$或$\varepsilon_{ij}$的各向异性有根本的不同，在固体壁面上永远不会接近2-C态.
2017-03-01 physics.flu-dyn
Probabilistic neural networks for predicting energy dissipation rates in geophysical turbulent flows
基于海洋观测数据，提出了一个概率神经网络（PNN）模型，用于计算密度分层湍流中由速度梯度和密度梯度组成的垂直柱的湍流能量耗散率。我们在衰减湍流的高分辨率模拟上对模型进行训练和测试，该模型旨在模拟与海洋中发现的地球物理条件相似的地球物理条件。PNN模型优于广泛用于计算垂直切变海洋观测耗散率的基线理论模型，在湍流衰减过程中，在多个不同时间点捕获输出分布的尾部时更加稳健。差分灵敏度分析表明，这种改善可能是由于网络的能力，以捕捉额外的底层物理引入的密度梯度流。
2021-12-02 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Turbulent transport for wall shear stress fluctuations
本文通过量纲分析和直接数值模拟，研究泊肃叶流与库埃特流中壁面剪切应力脉动的谱特性，发现其由湍流输运主导且随雷诺数增大而增强，并伴随逆能量传递。
2025-10-15 physics.flu-dyn
An alternative view on dissipation in turbulent flows
为了更好地了解冯卡门几何中的湍流，我们精心设计了一个原始实验装置。一个非常快的相机的可用性允许及时跟踪流动的演变。一个令人惊讶的发现是，较小的涡的发展比预期的更早停止，并且在雷诺数为几千的情况下，流动的方面保持不变。这一事实提供了一个解释的恒定性的减少耗散在相同的范围内，而不需要奇异性。其原因可能与在旋转框架中观察到的相同类型的行为有关。
2017-04-26 nlin.CD physics.flu-dyn
Wall-oscillation conditions for drag reduction in turbulent channel flow
采用直接数值模拟方法研究了壁面展向正弦振动对槽道湍流减阻特性的影响。本文的工作是基于阻力减小与参数$S$、最大壁面速度和振荡周期的函数之间的线性关系。这个量已经通过与振荡斯托克斯层对近壁湍流动力学的作用有关的物理参数被发现。利用尺度参数的预测潜力，以深入了解振荡壁技术的减阻效果。第一次研究了在给定的最大壁面位移下，保证最大减阻的振荡周期。还讨论了产生非零减阻效果所需的最小壁面作用力强度以及减阻对雷诺数的依赖性。在文献中提供的减阻数据进行了比较与预测给出的缩放参数，从而达到一个全面的视图的最先进的。
2008-02-01 physics.flu-dyn
Velocity Derivatives in Turbulent Boundary Layers. Part II: Statistical Properties
在LMFL边界层设施中使用双平面SPIV进行了一项实验，以确定估算湍流动能平均耗散率$\varepsilon$及其雷诺应力对应耗散张量$\varepsilon_{ij}$所需的所有导数矩。对于本实验，雷诺数为$Re_θ= 7500$或$Re_τ= 2300$。本文的第一部分\cite{stanislas20}简要介绍了实验，详细讨论了耗散剖面和计算耗散剖面所需的全部12个导数矩，并将这些数据与雷诺数大致相同的槽道流DNS和以前的结果进行了比较。它们也被用来评估最近的理论结果的重叠区域。在这第二部分的实验和DNS结果被用来评估“本地各向同性”，“本地轴对称”，和“本地结晶”的假设。它们被扩展到包括全耗散张量，$\varepsilon_{ij}$和“伪耗散张量”，$\mathcal{D}_{ij}$和解释观察到的耗散张量的强各向异性。本研究的两个重要结果是{ \it局部各向同性}在重叠区域$y/δ_{99} \approx 0.1$的外边界内永远无效;{ \it局部轴对称}和{ \it局部均匀性}的假设在$y^+ =100$内失效。{ \it均匀性在平行于壁的平面}的影响被引入到部分解释整个壁层的观察。在这个非常近壁区域的耗散特性表明，$\varepsilon_{ij}$接近但不同于$\mathcal{D}_{ij}$。
2020-10-19 physics.flu-dyn
Estimating the energy dissipation {from Kelvin-Helmholtz instability induced} turbulence in oscillating coronal loops}
Kelvin-Helmholtz湍流是一种很有前途的机制，通过这种机制，日冕中的环可以被MHD波加热。本文提出了一个由Kelvin-Helmholtz不稳定性引起的湍流耗散率$\varepsilon_{\rm D}$的解析模型，发现它是波振幅（$d$）的三次方（$\varepsilon_{\rm D}\propto d^3$）。基于稳态湍流的概念，我们期望整个{the}环体积的湍流加热与通过其足点注入的总能量相匹配。在这种情况下，波的振幅必须随着注入能量的立方根而变化。分析结果与模拟结果的比较表明，我们的分析公式捕捉到的关键方面的湍流耗散的数值工作。应用这个模型对观测到的无衰减扭折波的特性进行了预测，这些观测到的波的振幅不足以对日冕进行强烈的加热。
2020-07-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Global energy fluxes in fully-developed turbulent channels with flow control
本文讨论了自然和受控湍流槽道流中的积分能量通量，其中主动蒙皮摩擦阻力减小技术允许更有效地利用可用功率。我们研究是否增加的效率显示任何一般的趋势，能量是如何耗散的平均速度场（平均耗散）和波动速度场（湍流耗散）。在恒定功率输入（CPI）下执行不同控制策略的直接数值模拟（DNS），使得在统计平衡下，每个流（不受控制的或通过不同手段控制的）具有相同的功率输入，因此具有相同的全局能量通量，并且根据定义，具有相同的总能量耗散率。模拟结果表明，平均和湍流能量耗散率的变化可以是成功控制流中的任一信号。这些变化的定量描述可以通过一种新的总耗散分解来实现，这种分解源于扩展的雷诺分解，其中平均速度被分解为层流分量和与之的偏差。由于层流量的解析表达式，精确的关系推导出连接实现的流量增加和所有的能量通量在流动系统与两个壁，雷诺剪应力和雷诺数的法向积分。能量通量对雷诺数的依赖关系用一个简单的模型来阐明，在该模型中，雷诺剪应力的控制相关变化通过修改平均速度分布来解释。新分解产生的能量通量的物理意义揭示了它们与流量控制的相互关系和联系，从而可以确定流量控制的明确目标。
2018-09-03 physics.flu-dyn
On the Upper Ocean Turbulent Dissipation Rate due to Very Short Breaking Wind-Waves
Sutherland和Melville（2015年a）研究了从大尺度白浪到微型碎浪的不同碎浪尺度对海洋表面波边界层总耗散率的相对贡献。根据他们对各种波龄的破碎波的几何/运动学特性的测量，他们推断出破碎的耗散率是尺度的函数。这些结果进行了比较，其补充测量的总耗散率在底层波边界层。他们报告说，总的深度集成的水柱耗散率符合从破碎波的年轻到非常古老的风海耗散率。他们还报告说，在非常靠近海面的地方，观测到的消散率很高。他们的结论是，这表明总耗散率的很大一部分是由于非空气夹带的微型破碎机和非常小的白浪。由于其基本的重要性，无论是物理和精确的海气相互作用建模，我们评估这些结论的有效性。我们的数据分析表明，微型破碎机和小白浪不作出显着的贡献，在波边界层的总湍流耗散率。
2016-02-22 physics.ao-ph 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
Large eddy simulations of turbulent channel flow based on interscale energy transfer
一个以前开发的建模过程大涡模拟（LES）的扩展，允许物理空间实现非均匀流动。该方法的灵感来自于均匀，各向同性湍流的成熟的理论分析和数值研究。一个一般的程序，侧重于恢复完整的亚网格尺度（SGS）耗散从解决领域制定，结合建模的结构和功能策略的优势。尺度间的能量传递是从测试过滤的速度场，相应的子过滤尺度（SFS）应力，或等效地，相似模型被用来计算总SGS耗散。然后，能量传递以涡流粘度的形式进行，使其能够保持所需的总SGS耗散，并使该方法作为后向散射控制的自动步骤在数值上具有鲁棒性。该方法能够在实际的低分辨率LES运行中提供适当的总能量耗散。新方法具有通用性和完备性，适用于不同的滤波核、雷诺数和网格分辨率。
2022-10-26 physics.flu-dyn
Wavelet-based resolvent analysis of non-stationary flows
研究提出基于小波变换的预解分析方法，扩展至非定常湍流，揭示瞬态增长机制，并验证其在振荡边界层和三维通道流中对平均剖面变化的敏感性。
2024-10-25 physics.flu-dyn
Self-consistent feedback mechanism for the sudden viscous dissipation of finite-Mach-number compressing turbulence
以前的工作（S。Davidovits和N. J. Fisch，“压缩湍流的突然粘性耗散”，物理评论快报，116（105004），2016）证明了湍流场的压缩可以导致湍流动能（TKE）的突然粘性耗散，并提出这种机制可能用于设计新的惯性约束聚变快速点火方案。我们通过考虑有限的马赫数，而不是像以前那样依赖于零马赫极限假设，来扩展以前的工作。有限马赫数公式对于捕获自洽反馈机制是必要的，在该机制中，耗散的TKE增加了系统的温度，这反过来又修改了粘度，从而修改了TKE耗散本身。采用10阶精度Padé格式对该自洽反馈环进行了直接数值模拟。结果表明，在有限的马赫数下，无论是螺管湍流场还是双曲管湍流场，TKE的突然粘性耗散仍然存在。由于该域被压缩，由于压力膨胀的高振荡性质，在湍流TKE中遇到振荡。对内能源项的分析表明，机械功项在粘性湍流耗散中占主导地位。结果，对于所试验的马赫数，突然消散的TKE对温度的影响是最小的。此外，推导出的解析表达式证实，耗散的TKE不会显着改变低马赫数的温度演变，无论压缩速度。因此，自洽反馈机制对于亚音速湍流是相当弱的，这可能限制其对惯性约束聚变的适用性。
2018-05-31 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
On phase asymmetries in oscillatory pipe flow
本文给出了在几个无量纲频率Wo = {6.5，13，26}和一个固定剪切雷诺数Re_τ = 1440下振荡管流的直接数值模拟结果。从一个充分发展的湍流速度场开始，振荡流要么重新分层，要么达到一个条件湍流或强非对称状态，这取决于Wo。数值方法进行了验证，证明我们的DNS结果与实验数据和分析预测的非振荡，但湍流和振荡，但层流管流的极限情况下，从文献中表现出良好的协议。对于振荡的湍流管流，我们进一步发现了一个非常好的协议之间的定性描述的实验中观察到的流动特征和我们的DNS。在这里，我们专注于观察的振荡管流在WO=6.5的正半周期和负半周期之间的强烈不对称行为。
2020-01-03 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Dissipation-based proper orthogonal decomposition of turbulent Rayleigh-Bénard convection flow
本文提出基于 $H^1$ 耗散范数的 POD 方法，用于瑞利-贝纳德对流数据，证明其能更有效捕捉边界层及大尺度环流等动力学关键结构，并改善多种物理量的重构收敛性。
2023-11-22 physics.flu-dyn
A natural decomposition of viscous dissipation in DG methods for turbulent incompressible flows
Institute for Numerical and Applied Mathematics, Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学应用数学与数值计算研究所）
本文研究了DG方法中湍流不可压缩流体黏性耗散的分解问题，旨在区分物理耗散与数值耗散。
2019-04-11 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Passive scalar anisotropy in a heated turbulent wake: new observations and implications for LES
实验研究了被动标量各向异性对亚网格物理和大涡模拟模拟的影响。测量横跨一个中等雷诺数尾流产生的加热气缸，使用一个阵列的四个X线和四个冷线探头。通过改变阵列中探针之间的间隔距离，我们获得了三种不同滤波器尺寸下的滤波量和亚网格量。我们计算几个条款，包括次网格耗散张量的动能和标量方差和测试各向同性的行为，作为一个功能的过滤器规模。我们发现，而动能耗散张量趋于各向同性在小尺度上，SGS的标量方差耗散保持各向异性独立的过滤器规模。涡扩散模型预测各向同性的行为，而非线性（或张量涡扩散）模型再现正确的趋势，但高估了标量耗散各向异性的水平。这些结果为所谓的混合模型提供了一些支持，但对所观察到的各向异性的原因提出了新的问题。
2001-06-04 physics.flu-dyn
Modeling helicity dissipation-rate equation
本文利用非均匀湍流的统计解析闭合理论，导出了湍流螺旋度耗散率的输运方程。结果表明，螺旋度标度的螺旋度和它的耗散率之间的代数关系的假设导致的湍流螺旋度耗散率的传输方程，而不诉诸于一个启发式的建模。
2016-02-25 astro-ph.SR 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
Modeling of scalar dissipation rates in flamelet models for low temperature combustion engine simulations
火焰面方法为分层混合气条件下均质充量压燃（HCCI）发动机的燃烧建模提供了一个可行的框架。标量耗散率是基于火焰的燃烧模型中连接物理混合空间和反应空间的关键参数。本文旨在对低温燃烧（LTC）发动机中的湍流混合现象有一个基本的认识，并研究标量耗散率的模型。考虑了具有不同温度和混合分数关联式的氢-空气混合物二维湍流自燃的三个直接数值模拟（DNS）试验案例，它们代表了不同的点火状态。现有的平均和条件标量耗散率模型，混合分数和总焓的概率密度函数（PDF）的先验验证对DNS数据。
2014-12-13 physics.flu-dyn
Global vs local energy dissipation: the energy cycle of the turbulent von Kármán flow
本文研究了湍流vonKármán流中的整体能量传递和局部能量传递之间的关系。我们的目标是了解如何和在这样的流中的能量被耗散，并在一个实验装置中重建能量循环，在该装置中可以测量局部和全局量。我们使用PIV测量，我们模型的雷诺应力张量考虑到亚网格尺度。该过程涉及使用角动量平衡校准的自由参数。然后，我们估计当地和全球的平均注入和耗散功率的几种类型的叶轮，各种雷诺数和各种流动拓扑结构。然后将这些PIV估计值与由叶轮处的扭矩测量值提供的直接注入功率估计值进行比较。PIV估计值和直接测量值之间的一致性取决于流动拓扑结构。在对称的情况下，我们能够捕获高达90%的实际全球能量耗散率。然而，我们的结果变得越来越不准确的剪切层负责大部分的耗散接近叶轮之一，并不能解决我们的PIV设置。最后，我们表明，PIV估计和直接测量之间的一个非常好的协议是使用一种新的方法，Duchon和罗伯特的工作的基础上，推广卡门-豪沃思方程的非各向同性，非均匀流。只要最小分辨尺度在惯性范围内，这种方法就能提供无参数的能量耗散率估计。这些结果被用来证明一个定义良好的固定能量循环内的流中，大部分的能量被注入顶部和底部叶轮，并在剪切层内消散。的平均流的几何形状和雷诺数对这个能量循环的影响进行了研究，在很宽的参数范围内。
2015-07-10 physics.flu-dyn
An investigation of subgrid mixing timescale modelling in LES of supersonic turbulent flames
针对超声速湍流燃烧中PaSR模型混合时间尺度估计不准的问题，提出基于梯度的估计方法，并在超声速混合层上验证其优于耗散率模型，能正确估计粗网格亚网格混合时间尺度。
2023-06-19 physics.flu-dyn
Momentum and kinetic energy transport in supersonic particle-laden turbulent boundary layers
本研究通过直接数值模拟马赫数2.0下双向力耦合粒子湍流边界层，发现粒子抑制湍流脉动甚至导致层流化，并阐明了粒子反馈力、耗散对动量与动能输运及温度场的影响。
2024-06-28 physics.flu-dyn
The non-equilibrium region of grid-generated decaying turbulence
本文研究了由各种规则和分形正方形网格生成的湍流中的非平衡耗散规律。的流量记录在各种湍流剖面，揭示其差异。尽管显着的非均匀性和各向异性的差异，新的非平衡耗散规律观察到在所有这些流动。测量各种横向和纵向积分尺度，并用于定义耗散系数$C_{\varepsilon}$。它被发现，新的非平衡耗散法是不是一个人工制品的一个特定的选择的积分尺度和通常的平衡耗散法实际上可以共存的非平衡法在不同地区的同一流量。
2014-02-19 physics.flu-dyn
The multifractal nature of turbulent energy dissipation
Yale University（耶鲁大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
实验研究湍能耗散率的间歇性，利用多重分形形式分析尺度相似性，并通过级联模型解释测量结果，发现二项式模型能再现大部分观测现象。
2026-06-29 physics.flu-dyn
Fluctuation-Dissipation Relations and statistical temperatures in a turbulent von Kármán flow
本文对轴对称vonKármán流中非均匀非各向同性湍流的涨落进行了实验研究。我们表明，这些波动满足类似于经典的波动耗散关系（FDR）在统计力学的关系。我们利用这些关系来测量湍流的统计温度。这些温度的值被发现是依赖于所考虑的可观察到的已经证明在其他远离平衡系统。
2008-09-17 cond-mat.stat-mech physics.acc-ph physics.flu-dyn
