The Varieties of Dynamic Multiscaling in Fluid Turbulence
我们发现，不同的方法提取时间尺度的依赖于时间的速度结构函数导致不同的动态多尺度指数在流体湍流。这些指数相关的等时间多尺度指数由不同类别的桥梁关系，我们得出。我们检查这明确的GOY壳模型的流体湍流的详细数值模拟。我们的结果可以推广到任何系统，其中都是等时和含时的结构函数显示多尺度。
2003-09-10 cond-mat nlin.CD
Onset of Intermittency and Multiscaling in Active Turbulence
该研究通过流体动力学模型，揭示了主动湍流中随细菌活性变化产生的间歇性起始与结构函数多标度特性，衔接了高低雷诺数流动研究，为探索流动间歇性成因提供了新方向。
2025-03-25 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Quasi-solitons and asymptotic multiscaling in shell models of turbulence
本文提出了求湍流壳模型自相似孤立波解的变分原理。对于Sabra壳模型，孤子的形状用有理试探函数近似，其相对精度为O（0.001）。发现孤子的形状、传播时间$t_n$和动力学指数$z_0$（它决定了不同壳层中孤子的时间尺度变化）是如何依赖于模型参数的。对于$z$的有限区间，作者发现了“准孤立子”，这些准孤立子在从$-\infty$到极大值附近甚至之后的某个时间区间内高精度地逼近相应的自相似方程。推测准孤立子附近的轨迹（具有$z$的连续光谱）对高阶关联函数的多尺度统计提供了重要贡献，称为"渐近多尺度“。这种贡献可能比具有固定值$z_0$的精确孤子附近的轨迹的贡献更重要。在某些参数区域内，准孤子对渐近多尺度效应的贡献占主导地位，而在这些参数区域内则没有孤子存在
2001-05-08 nlin.CD physics.flu-dyn
Multiscaling and Structure Functions in Turbulence: An Alternative Approach
我们提出了一种替代制定的结构功能的速度场充分发展的湍流。我们建议将距离的矩平均为速度差的函数，而不是将速度差的矩平均为距离的函数。这就像一个“倒置”结构函数，具有不同的统计数据。在壳模型计算的基础上，我们得到了一个新的多尺度谱。
1999-08-06 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Dynamic multiscaling in stochastically forced Burgers turbulence
本文详细研究了随机强迫一维Burgers方程在湍流非平衡但统计稳定状态下的动态多尺度性。我们引入了$\textit{interval collapse times}$ $τ_{\rm col}$的概念，即由一对拉格朗日示踪剂划分的长度为$\ell$的区间在一次冲击中坍缩所需的时间。通过计算$τ_{\rm col}$的$p$阶矩的动态标度指数，我们证明了（a）存在$\textit{not one but an infinity of characteristic time scales}$，（b）$τ_{\rm col}$的概率分布函数是非高斯的，具有幂律尾.我们的研究是基于（a）一个理论框架，使我们能够获得动态多尺度指数解析，（b）广泛的直接数值模拟，（c）（a）和（b）的结果进行了仔细的比较。我们讨论了可能的推广我们的工作尺寸$d >1 $，随机强迫Burgers方程，和其他可压缩流，表现出湍流与冲击。
2022-06-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Turbulence and Multiscaling in the Randomly Forced Navier Stokes Equation
本文对随机强迫Navier-Stokes方程（RFNSE）进行了广泛的拟谱研究，其中随机力为零均值，方差为$\sim k^{4-d-y}$，$k$为波矢，维数为$d = 3$ .我们提出的第一个证据，在这个模型中的速度结构函数的多尺度$y \geq 4$。我们提取的多尺度指数比$ζ_p/ζ_2$通过使用扩展的自相似性（ESS），检查它们对$y$的依赖性，并表明，如果$y = 4$，他们是在确定性强迫Navier-Stokes方程（$3d$ NSE）的协议。我们还表明，明确定义的涡丝，这显然出现在$3d$ NSE的研究，是不存在的RFNSE。
1997-12-29 chao-dyn nlin.CD
Geometric Intermittency in Turbulence
本文通过将速度增量分解为大小和方向分量，揭示了二维湍流逆级联中被传统结构函数掩盖的多重标度，并阐明速度振幅与流动几何解耦的统计机制。
2025-11-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Statistically Steady Turbulence in Soap Films: Direct Numerical Simulations with Ekman Friction
我们提出了一个详细的直接数值模拟（DNS），旨在研究壁和Ekman摩擦对强迫肥皂膜湍流的综合影响。我们集中在前向级联制度，并展示如何提取各向同性部分的速度和涡度结构函数，从而多尺度指数的比率。我们发现，速度结构函数显示简单的标度，而他们的涡度对应物显示多标度和Weiss参数$Λ$的概率分布函数，区分区域的中心和鞍，是在定量与实验一致。
2008-11-09 nlin.CD physics.flu-dyn
Universality of scaling and multiscaling in turbulent symmetric binary fluids
本文研究了三维均匀混溶相对称双流体混合物中非平衡稳态的普适标度和多标度性质。我们表明，第一次，通过直接数值模拟（DNS）的速度和浓度梯度的结构函数表现出多尺度在3D和扩展的自相似性（ESS）。我们还发现，在众所周知的被动标量湍流问题，结构函数的浓度显示简单的标度。我们提出了一个新的壳模型的SBF湍流保持所有的不变性在理想的极限的SBF方程，并减少到一个众所周知的壳模型的流体湍流在零浓度场的限制。我们表明，壳模型具有相同的标度性质的三维SBF方程。我们的DNS的SBF方程和壳模型的研究相结合的结果一致地带来了多尺度的速度和浓度梯度场和简单的缩放的浓度场。
2011-10-03 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Dynamics of Passive-Scalar Turbulence
本文首次研究了被动标量和被动矢量湍流的动态标度或多标度性。对于Kraichnan版本的被动标量和被动矢量湍流，我们分析表明，在欧拉和准拉格朗日框架，得到简单的动态缩放，但具有不同的动态指数。通过发展多重分形模型，我们表明，动态多尺度发生在被动标量湍流，只有当平流速度场本身是多重分形。我们证实了我们的结果，详细的数值模拟壳模型的被动标量平流。
2005-10-03 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Directed polymers with tilted columnar disorder and Burgers-like turbulence
在二维方向上具有倾斜柱状无序的定向聚合物的最小能量变化的数值示出服从多尺度在短距离跨越到全球的简单标度在大的距离。这种情况类似于双分形Burgers湍流中的结构函数。一些标度性质的极值统计预测。对于零倾斜，多尺度将消失。
2001-09-11 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.CD
Outliers, Extreme Events and Multiscaling
极端事件在气候、地震和动荡等各种自然现象以及金融市场等人为环境中发挥着重要作用，有时甚至是灾难性的。在这种系统中，统计分析和预测是复杂的，因为一方面极端事件可能会出现“离群值”，其统计特性似乎与大部分数据不一致，另一方面，它们主导概率分布的（胖）尾和高矩的缩放，导致“异常”或“多”缩放。我们采用了壳模型的湍流表明，它是非常有用的，以详细研究的动力学的发病和死亡的极端事件。这样做可以揭示极端事件的动力学标度特性，这些特性是它们的特征，而不是大部分波动所共有的。由于极端事件支配分布函数的尾部，因此它们的动力学标度性质的知识可以转化为尾部函数形式的预测。我们表明，从相对较短的时间范围（极端事件出现异常值）的分析，我们可以预测的概率分布函数的尾部，在非常长的时间范围内收集的数据一致。结论是，在相对较短的时间范围内可能出现不可预测的事件实际上是较长时间范围内多尺度统计的一致部分。
2000-09-27 nlin.CD physics.flu-dyn
Is Multiscaling an Artifact in the Stochastically Forced Burgers Equation?
本文研究了一维Burgers方程中的湍流问题，随机力为时间白高斯力，具有傅立叶空间谱$\sim 1/k$，其中$k$为波数。从非常高分辨率的数值模拟，在消失的粘度的限制，我们发现的证据多尺度的速度结构功能，不能被证伪的标准测试。我们发现了一个新的人工制品，对数修正可以出现伪装成异常缩放，并得出结论，双分形缩放是可能的。
2005-02-18 cond-mat.stat-mech math.AP nlin.CD
Dynamical slowdown, bottlenecks, and multiscaling in Voigt-regularised turbulence
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）；Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校物理科学系）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）；Department of Mathematics, Texas A & M University（德克萨斯农工大学数学系）；Department of Computer Science and Applied Mathematics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所计算机科学与应用数学系）
该研究采用Voigt正则化SABRA模型与NSV方程DNS，发现湍流存在三个谱区，揭示瓶颈形成与尺度相关减速及初始热化有关，证实小α下Voigt模型是NS方程的优秀近似。
2026-08-28 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Computation of anomalous scaling exponents of turbulence from self-similar instanton dynamics
我们表明，在壳模型，导致异常的标度指数在惯性范围内的发展湍流的多尺度特性，是完全由瞬子动力学。瞬时子代表了时空中的相关极端事件，其结构由具有单一普适标度指数的自相似统计描述。我们发现，反常标度指数出现由于瞬子创建过程。一个简化的模型的瞬子创建的建议，充分描述了这种异常。
2012-08-14 nlin.CD physics.flu-dyn
On the Nature of Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence
提出了一个新的不可压缩磁流体动力学湍流模型来解释最近的数值结果。根据所提出的模型，在强外部磁场的存在下，不可压缩磁流体动力学湍流变得非局部的意义上说，低频模式导致相互作用的高频模式从惯性间隔的去相关。结果表明，所获得的非局部谱的惯性范围内的不可压缩磁流体动力学湍流代表各向异性类似的Kraichnan的非局部谱的流体动力学湍流。基于弱耦合近似，这是直接相互作用近似的等效配方之一的框架中进行的分析，它表明，不可压缩磁流体动力学湍流可以是本地和非本地的，因此各向异性的类似物的Kolmogorov和Kraichnan频谱是可实现的不可压缩磁流体动力学湍流。
2007-01-10 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
Variable energy flux in quasi-static magnetohydrodynamic turbulence
实验和数值模拟表明，随着外部磁场或等效相互作用参数的增大，磁流体动力学湍流在准静态极限下的能谱偏离Kolmogorov $k^{-5/3}$谱.为了解释这一现象，我们构建了一个解析湍流模型与可变的能量通量，由于洛伦兹力引起的耗散。使用我们的模型计算的能谱的各种相互作用参数与早期的实验和数值结果定性一致。
2013-04-25 nlin.CD physics.flu-dyn physics.plasm-ph
2D2C, 2D3C, 2C2Dcw1C3D, 3D3C, rotating turbulence, thin-layer flows, quasi-static magnetohydrodynamics (QSMHD), and beyond
2D2C、2D3C、2C2Dcw1C3D、3D3C、旋转湍流、薄层流动、准静态磁流体力学（QSMHD）等方面的研究工作还比较多，但本文适时报道了局部和全局2C2Dcw1C3D流动的一些研究，以期促进更智能、更深入的工作。
2018-03-30 nlin.CD physics.flu-dyn physics.geo-ph
Two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence with large and small energy-injection length scales
二维磁流体动力学（2D MHD），被迫在（a）大的长度尺度或（b）小的长度尺度，显示湍流，但统计稳定的状态，具有广泛不同的统计特性。我们提出了一个系统的，比较研究这两种情况（a）和（b），通过使用直接数值模拟（DNSs）。我们发现，在情况（a）中，磁场和速度场之间存在能量均分，而在情况（b）中，这种均分不存在。通过计算各种概率分布函数（PDF），我们表明，情况（a）显示的极端事件，在情况（b）中不太常见。
2019-03-26 nlin.CD physics.flu-dyn
On scaling and statistical geometry in passive scalar turbulence
我们表明，在尺度大于抽运的湍流被动标量的统计可能会表现出多尺度由于一个较弱的机制比统计守恒定律的存在。我们开发了一个一般的形式主义，给出明确的预测的情况下，Kraichnan模型的大尺度标度指数，并讨论其几何起源在小规模和大规模。
2009-05-22 nlin.CD
Scaling of Low-Order Structure Functions in Homogeneous Turbulence
利用高分辨率的三维周期盒内Navier-Stokes湍流直接数值模拟数据，研究了低阶正、负幂速度结构函数的标度行为。与高阶统计量类似，低阶相对标度指数与Kolmogorov 1941理论有明确的偏离，并且与现有的多尺度模型吻合得很好。没有观察到从正常标度到异常标度的过渡。
1996-10-04 chao-dyn nlin.CD
Wave turbulence in magnetohydrodynamics
本章主要回顾了近二十年来在不可压缩和可压缩情况下磁化等离子体（MHD、Hall MHD和电子MHD）中波动湍流的研究进展。重点是均匀和各向异性湍流，通常提供了最好的理论框架，调查空间和实验室等离子体。行星际介质和太阳大气作为两个例子的介质中的各向异性波湍流是相关的。波湍流的最重要的结果报告和讨论的背景下，空间和模拟磁化等离子体。重要的问题和可能的虚假解释最终进行了讨论。
2012-01-06 astro-ph.SR nlin.CD physics.plasm-ph
Three-dimensional direct numerical simulation of free-surface magnetohydrodynamic wave turbulence
通过三维直接数值模拟研究外水平磁场下磁性流体自由表面波湍流，揭示其从毛细波湍流向各向异性磁毛细波湍流的转变，并与 Alfvén 波湍流建立强类比。
2022-05-23 astro-ph.SR nlin.CD physics.class-ph
Shell Models for Magnetohydrodynamic Turbulence
本文综述了磁流体动力学（MHD）湍流壳模型的主要性质。在简要介绍了具有近邻相互作用的壳模型之后，重点介绍了Gledzer-Yamada-Okhitani（GOY）流体动力学模型MHD的推广模型的动力学性质和间歇性的最新结果。应用天体物理问题也进行了讨论。
2001-07-14 nlin.CD
Intermittency in Weak Magnetohydrodynamic Turbulence
利用衰减直接数值模拟方法研究了在强均匀磁场${\bf b_0}$和零交叉螺旋度下不可压缩弱磁流体动力学湍流的间歇性。在领先的顺序，这一制度是通过三波共振相互作用与这些波中的两个散射的第三/慢模式，其中$k_{\parallel} = 0$。当与慢模的相互作用被人为地减少时，系统表现出具有$k_{\perp}^{-3/2}$的能谱，而具有$k_{\perp}^{-2}$的预期精确解被恢复为具有完整的非线性系统。在后一种情况下，当结构函数的矢量分离横向于${\bf b_0}$时，发现强不稳定性-与预期自相似的经典弱湍流不一致。这一令人惊讶的结果，这是第一次在这里报告，可以解释的影响，慢模式的制度属于强湍流。我们推导出一个新的对数泊松定律，$ζ_p = p/8 +1 -(1/4)^{p/2}$，它完全符合数据，并突出了电流片的主导作用。
2014-09-07 astro-ph.SR nlin.CD physics.flu-dyn
Dynamic Alignment in Driven Magnetohydrodynamic Turbulence
最近的分析预测的动机，我们报告的数值证据表明，在驱动不可压缩磁流体动力学湍流的磁场和速度场的波动局部倾向于调整其极化方向。这种动态对准在较小尺度下更强，偏振之间的角度失配随着尺度λ近似为θ_λ~ λ^{1/4}而减小。这可以自然地导致非线性相互作用的减弱，并为在强磁化湍流的数值实验中观察到的能谱E（k）~ k^{-3/2}提供解释。
2006-12-21 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
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
On triple correlations in isotropic electron magnetohydrodynamic turbulence
研究了三维各向同性电子磁流体动力学湍流中相关特性的演化。在惯性范围内，得到了涨落磁场各分量的纵向和横向两点三重关联与磁螺旋度和能量耗散率之间的普适精确关系。
2003-06-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Analysis of cancellation in two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence
本文对二维间歇性磁流体动力学湍流进行了有符号测度分析。这种分析被用来描述符号振荡流动结构的标度行为及其几何特性。特别是，它被观察到的结构内部的字段的正面和负面的贡献之间的取消，被抑制的尺度小于泰勒微尺度，并停止附近的耗散规模。此外，从一个简单的几何参数，取消指数和典型的分形维数之间的关系，在流动中的结构得到。
2001-11-23 nlin.CD physics.data-an physics.flu-dyn
Comment on "On two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence" [Phys. Plasmas, 8, 3282 (2001)]
Biskamp和Schwarz [Phys. Plasmas，8，3282（2001）]报道了二维磁流体动力学湍流的能谱与$k^{-3/2}$成比例，这是Iroshnikov-Kraichnan现象学的预测。在这篇评论中，我们报告了一些早期的结果，结论性地表明，对于二维磁流体动力学湍流，Kolmogorov现象（谱指数5/3）是更好的模型比Iroshnikov-Kraichnan现象，这些结果是基于能流分析。
2002-04-14 astro-ph cond-mat nlin.CD
On weak and strong magnetohydrodynamic turbulence
最近的数值和观测研究包含相互矛盾的磁流体动力学湍流谱的报告。为了澄清这个问题，我们研究了具有强引导场$B_0$的各向异性不可压缩磁流体动力学湍流。我们在一个特殊的设置，使我们能够阐明弱和强湍流制度之间的过渡减少MHD方程进行数值模拟。表示$k_{\|}$、$k_\perp$和$b_λ$，表示波动的特征平行场和垂直场波数，$b_λ$表示尺度为$λ\sim 1/k_{\perp}$的波动场。我们发现，当满足临界平衡条件$k_{\|}B_0\sim k_{\perp} b_λ$时，湍流较强，能谱为$E(k_{\perp})\propto k^{-3/2}_{\perp}$。随着谱的$k_{\|}$宽度增加，湍流迅速变弱，并且在极限$k_{\|}B_0\gg k_{\perp} b_λ$中，谱接近$E(k_{\perp})\propto k_{\perp}^{-2}$。观测到的光谱对线性和非线性相互作用平衡的敏感性可以解释在这种平衡条件没有得到很好控制的情况下相互矛盾的数值和观测结果。
2007-12-13 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
Numerical Measurements of the Spectrum in Magnetohydrodynamic Turbulence
我们报告了一组广泛的直接数值模拟强迫，不可压缩，磁流体动力学湍流与强引导场的结果。目的是解决关于场垂直能谱E（k_ \perp）\propto k_ \perp ^ α的幂律指数（比如α）的争论。两个主要的理论预测，α=-3/2和α=-5/3，都得到了不同小组进行的数值模拟的支持。我们的模拟具有512^3网格点的分辨率，强引导场，各向异性模拟域，并实现了广泛的大规模强迫例程，包括文献中先前报道的那些。我们的研究结果表明，具有强引导场的发展良好的强不可压MHD湍流的谱是E（k_{\perp}）\propto k_{\perp} ^{-3/2}。
2007-06-13 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
On the Spectrum of Magnetohydrodynamic Turbulence
提出了一个不可压缩磁流体动力学湍流的唯象模型。我们认为，非线性波的相互作用减弱的能量级联进行到小尺度，然而，沿大尺度磁场的波动的各向异性增加，这使得在所有尺度上的湍流强。为了解释相互作用的减弱，我们提出，小规模的波动的速度和磁场变得越来越动态对齐，因为它们的规模减小，使湍流涡旋成为局部各向异性的平面垂直于大规模的磁场。在弱各向异性的极限，即弱的大尺度磁场，我们的模型再现了Goldreich-Sridhar谱，而在强各向异性的极限，即强的大尺度磁场，对应于谱的Iroshnikov-Kraichnan标度。这与最近的数值结果是一致的。
2005-06-17 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
Kolmogorov's law for two-dimensional electron-magnetohydrodynamic turbulence
在能量级联惯性范围内，导出了二维均匀各向同性EMHD湍流的Kolmogorov五分之四定律的类似物。对自由衰减情形的直接数值模拟表明，对于不同的一维电子惯性长度标度$d_e$值，这种关系是成立的。能量谱被发现是接近预期的柯尔莫哥洛夫谱。
1997-04-22 chao-dyn nlin.CD
Direct Interaction Approximation of Magnetohydrodynamic Turbulence
在本文中，我们应用Kraichnan的直接相互作用近似，这是一个单圈微扰展开，磁流体动力学湍流。通过代入Kolmogorov型MHD湍流现象学和Dobrowolny等人的推广的能谱，的模型得到了MHD湍流的Kolmogorov常数和Kraichnan常数。我们发现这些常数依赖于阿尔文比和归一化交叉螺旋度;这里已经研究了依赖性。我们还证明了逆级联的磁能Kolmogorov模型。我们的结果是在一般协议与早期的模拟结果，除了大的归一化交叉螺旋度。
1995-09-05 chao-dyn nlin.CD
Multi-scale Correlation Functions in Strong Turbulence
在V. Yakhot [Phys.Rev.E，{ \bf 57}，1737（1998）]对充分发展的湍流中的间歇结构函数建模的框架下，并基于实验支持的湍流级联的马尔可夫性质[R.Friedrich and J.Peinke，Phys.Rev.Lett，{ \bf 78}，863（1997）]，我们计算了多尺度关联函数。融合规则[V.S. L 'vov和I. Procaccia，Phys.Rev.Lett. { \bf 76}，2898（1996）]，其通过实验测试[R.本济湖Biferale和F. Toschi，Phys.Rev.Lett. { \bf 80}，3244（1998）]与几乎不相关的乘法过程相容的方法可以通过直接计算得到分析支持。
1999-07-05 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Large-Eddy Simulations of Fluid and Magnetohydrodynamic Turbulence Using Renormalized Parameters
本文提出了一种在傅立叶空间中利用重整化参数对流体和磁流体动力学湍流进行大涡模拟的方法。使用场论计算的参数取自Verma最近的论文[Phys. Rev. E，2001; Phys. Plasmas，2001]。我们在$64^3$网格上进行了大涡模拟。这些结果与直接数值模拟的$128^3$相当吻合。我们表明，适当的选择参数是必要的LES。
2003-03-24 astro-ph cond-mat nlin.CD
Residual energy in magnetohydrodynamic turbulence and in the solar wind
最近的观测表明，在太阳风湍流中，动能和磁能并不均分。相反，磁波动更有能量，并且与速度波动相比具有稍微陡峭的能谱。这就导致在湍流惯性区间内存在所谓的剩余能量E_r=E_v-E_b。本文在弱湍流理论的框架下讨论了这一令人困惑的效应。利用一个简单的弱碰撞阿尔文波模型，我们证明了动力学-磁均分确实由于阿尔文波的非线性相互作用而被打破。我们确定，作为这些相互作用的结果，磁能确实更有效地产生，这为太阳风的观测提出了一个解释。
2011-08-30 astro-ph.GA nlin.CD physics.flu-dyn
Initial Condition Sensitivity of Global Quantities in Magnetohydrodynamic Turbulence
本文研究了初始条件的细微变化对二维磁流体力学（MHD）湍流中整体量演化的影响。我们发现，在保持总能量、交叉螺旋度和阿尔文比初值不变的情况下，Elsässer变量复傅立叶模初相位的变化对交叉螺旋度的演化有显著的影响.相反，总能量和Alfvén比对初始相位不敏感。我们的模拟是基于直接数值模拟，使用伪谱方法。
1998-03-16 chao-dyn nlin.CD
Statistics of the inverse-cascade regime in two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence
我们提出了一个详细的统计稳定，均匀，各向同性，二维磁流体动力学（2D MHD）湍流的直接数值模拟。我们的研究集中在磁矢势的逆级联。我们研究了这种湍流的统计特性对耗散和摩擦系数的依赖性。我们通过计算流体和磁谱，速度、磁场、涡度、电流、流函数和磁矢量势场及其增量的概率分布函数（PDF），显著地扩展了早期的工作。我们量化的偏差，这些PDF从高斯的计算他们的平坦性和超平坦性。我们还提出了Okubo-Weiss参数的PDF，它区分涡动和伸展流区域，以及它的磁性模拟。我们发现，超平坦的PDF的增量的流函数和磁矢量势表现出显着的尺度依赖性，我们研究这对多尺度的结构函数的含义。我们将我们的结果与早期的研究进行了比较。
2014-03-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Statistics of active vs. passive advections in magnetohydrodynamic turbulence
主动湍流平流被认为是在磁流体动力学的背景下。在这种情况下，辅助无源场与有源场没有明显的联系。这两个场的标度特性是不同的。在壳模型的框架下，我们证明了无源场的两点结构函数具有唯一的零模，仅表征了该场的标度。换句话说，衰减的无源场的统计不变量的存在不携带关于有源场的标度特性的信息。
2004-03-11 nlin.CD
Field theoretic calculation of renormalized-viscosity, renormalized-resistivity, and energy fluxes of magnetohydrodynamic turbulence
本文将自洽重整化（RG）方法应用于具有零交叉螺旋度的非螺旋磁流体动力学湍流。Kolmogorov的5/3幂律已被证明是$d \ge d_c \approx 2.2$的一致解。对于Kolmogorov的解决方案，重整化粘度和电阻率是积极的整个范围内的参数。通过求解一阶微扰通量方程，计算了不同的MHD湍流叶栅率和Kolmogorov常数。我们发现磁能向前级联。$d=3$的Kolmogorov常数随$r_A$的变化不显著，并且被发现接近于流体湍流的常数。
2001-09-03 astro-ph cond-mat nlin.CD
Supertransient Magnetohydrodynamic Turbulence in Keplerian Shear Flows: The role of the Hall Effect
空间和天体物理等离子体经常出现在差动旋转状态，在这种状态下，磁场的存在会导致磁旋转不稳定性，直接导致吸积盘中的湍流角动量输运等重要现象。在没有外加磁场的情况下，非线性发电机是发生这种传输机制所必需的。在原行星盘中，存在高密度和极低温度的区域，这是霍尔效应发挥作用的两个必要条件，影响发电机和相关湍流的发展。在这项工作中，我们进行了本地磁流体动力学（MHD）模拟研究过渡到弱湍流的开普勒剪切流与霍尔效应。的霍尔效应导致系统的长寿湍流瞬变的衰减时间遵循指数依赖于磁雷诺数和霍尔参数。
2018-11-29 astro-ph.EP nlin.CD physics.flu-dyn
Dynamo effect in the Kraichnan magnetohydrodynamic turbulence
本文讨论了当磁普朗特数趋近于零或无穷大时，简化的磁流体动力学湍流模型中发电机效应的存在。磁场与不可压缩的Kraichnan-Kasantzev模型速度场相互作用，该速度场增加了粘性尺度截止。在不同的标度范围内的方程的近似系统可以制定和解决，使解决方案趋于精确的一个时，粘性和磁扩散截止接近零。在这个近似中，我们能够分析地确定发电机效应存在的条件，并给出发电机增长率的估计。除其他事项外，我们表明，在大普朗特数的情况下，发电机效应始终存在。我们的分析估计是在良好的协议与以前的数值研究Kraichnan-Kasantzev发电机D。文森齐。
2006-10-10 nlin.CD
Statistical Theory of Magnetohydrodynamic Turbulence: Recent Results
在这篇综述文章中，我们将描述磁流体力学（MHD）湍流统计理论的最新发展。Kraichnan和Iroshnikov首先提出了一种MHD湍流现象，其中Alfven时间尺度占主导地位，能谱E（k）与k^{-3/2}成正比。在过去的十年中，许多数值模拟表明，谱指数接近5/3，这是柯尔莫哥洛夫的流体湍流指数。我们回顾了最近的理论结果的基础上各向异性和重整化群支持柯尔莫哥洛夫标度的MHD湍流。傅立叶模态之间的能量传递、能流和壳-壳能量传递是MHD湍流中的重要物理量。我们报告最近在这方面的数值和场论结果。这些量的作用在磁场放大（发电机）进行了讨论。对磁螺旋度在湍流演化中的作用有了新的认识。最近有趣的结果在磁流，大涡模拟，壳模型的磁流体力学也包括在内。
2004-04-26 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.CD
Computation of Kolmogorov's Constant in Magnetohydrodynamic Turbulence
本文用直接相互作用近似方法计算了磁流体力学湍流的Kolmogorov常数。我们已经计算了各种$E^u(k)/E^b(k)$的常数，即，当归一化交叉螺旋度为零时，流体与磁能的比率。我们发现，$K$从1.47增加到4.12，因为我们从完全流体的情况下$(E^b=0)$的情况下，当$% E^u/E^b=0.5$，然后它降低到3.55，在一个完全的磁极限$(E^u=0)$。当$E^u/E^b=1$，我们发现，$K=3.43$。
1995-09-05 chao-dyn nlin.CD
Field theoretic calculation of energy cascade rates in nonhelical magnetohydrodynamic turbulence
通过求解一阶微扰通量方程，计算了非螺旋稳态磁流体动力学湍流的能量级联率和Kolmogorov常数。对于零交叉螺旋度和空间维度$d=3$，磁能从大尺度级联到小尺度（前级联）。此外，还存在从大尺度磁场到小尺度速度场、从大尺度速度场到小尺度磁场、从大尺度速度场到大尺度磁场的能量通量。磁流体动力学的柯尔莫哥洛夫常数近似等于阿尔文比$0.5 \le r_A \le \infty$的流体湍流常数（$\approx 1.6$）。对于更高的空间维度，能量通量在性质上是相似的，柯尔莫哥洛夫常数随$d^{1/3}$变化。对于标准化交叉螺旋度$σ_c \to 1$，级联速率与$(1-σ_c)/ (1+σ_c)$成正比，Kolmogorov常数随$σ_c$显著变化。
2004-04-25 astro-ph cond-mat nlin.CD
Statistical Properties of three-dimensional Hall Magnetohydrodynamics Turbulence
三维霍尔磁流体动力学（HMHD）方程是研究太阳风湍流的常用方程。一些早期的研究已经通过使用简单的壳模型或三维HMHD方程的伪谱直接数值模拟（DNSs）研究了三维HMHD湍流的统计特性;这些DNSs被限制在适度的空间分辨率，并且覆盖了有限的参数范围。为了探索三维HMHD湍流对雷诺数$Re$和离子惯性尺度$d_{i}$的依赖性，我们对三维HMHD方程及其对应的三维MHD方程（$d_{i} = 0$）进行了详细的伪谱DNS。本文给出了三维HMHD湍流的几个统计特性，并通过计算（a）能量耗散率和能量的时间演化，（b）流体和磁谱的波数依赖性，（c）速度和磁场等矢量对夹角余弦的概率分布函数，（d）三维HMHD和三维MHD湍流中的不稳定性的各种测量。
2021-05-27 nlin.CD physics.comp-ph physics.plasm-ph
Energy transfer and locality in magnetohydrodynamic turbulence
对磁流体动力学（MHD）湍流的壳-壳能量传递率进行了解析计算，给出了非螺旋MHD在惯性范围内从速度到速度、速度到磁场、磁场到速度、磁场到磁场的局部能量传递率。研究还发现，对于动能主导的MHD流体，壳层间存在动能向磁能的优先传递，而磁能主导的MHD流体则相反.这个性质是阿尔芬比的渐近值接近0.5的原因。分析结果与最近的数值结果是非常一致的。当磁性和动力学螺旋度被打开时，螺旋贡献与相应的非螺旋贡献相反。螺旋能量传递具有显著的非局部分量。
2005-10-19 astro-ph cond-mat nlin.CD
Probing Physics of Magnetohydrodynamic Turbulence Using Direct Numerical Simulation
对MHD湍流的能谱和非线性级联率的认识还不清楚。我们已经解决了这个问题，使用直接数值模拟和分析计算。我们的数值模拟表明，Kolmogorov的类似现象与$k^{-5/3}$能谱，而不是Kraichnan的$k^{-3/2}$，似乎是适用于MHD湍流。在这里，我们还构造了一个自洽的重整化群过程，其中平均磁场得到重整化，这反过来又产生$k^{-5/3}$能谱。数值模拟还表明，流体能量转换为磁能。这一结果对发电机产生磁场的机理有一定的指导意义。
1998-03-21 astro-ph chao-dyn cond-mat
The Decay of Magnetohydrodynamic Turbulence from Power-Law Initial Conditions
我们推导出的动能和磁能的衰减和泰勒和积分尺度的增长在无强迫，不可压缩，均匀和各向同性的三维磁流体动力学（3DMHD）湍流与幂律的初始能量谱的关系。我们还推导出的交叉和磁螺旋衰减的界限。然后，我们提出的结果，从系统的数值研究这种衰变的范围内的MHD壳模型和直接数值模拟（DNS）的3DMHD。我们明确地表明，我们的能量的幂律衰减的结果保持时间$t<t_*$，其中$t_*$是积分尺度变得可比的系统大小的时间。对于$t<t_*$，我们的数值结果与“大涡持久性”原理所预言的结果是一致的。
2004-01-30 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.CD
Spectrum of magnetohydrodynamic turbulence
本文提出了一个强不可压缩磁流体动力学湍流的唯象理论，该理论存在一个强的大尺度外磁场。我们认为，在惯性尺度范围内，磁场和速度场的波动倾向于对齐它们的极化方向。然而，完美的对齐无法达到，它是排除了一个恒定的能量通量的存在超过规模。因此，在每个尺度$λ$处的流体和磁场波动的方向在角度$ϕ_λ\propto λ^{1/4}$内变得有效地对准，这导致非线性相互作用的尺度依赖性耗尽和场垂直能谱$E(k_{\perp})\propto k_{\perp}^{-3/2}$。我们的结果可能是普遍的，即，独立于外部磁场，因为小尺度波动局部地经历由大尺度涡流产生的强场。
2006-02-24 astro-ph nlin.CD physics.plasm-ph
