Direct and inverse cascades in the geodynamo
行星的快速旋转在其核心引起气旋性热湍流，这可能会产生在行星外部观察到的大规模磁场。我们考虑的模型，使我们能够重现小尺度地转流的物理和波空间的典型特征。我们提出的动能和磁能通量作为波数的函数的估计。证明了正、逆叶栅的联合存在。我们还考虑了磁场饱和的机制，在年底的运动发电机制度。
2010-05-10 physics.flu-dyn
Transition to inverse cascade in turbulent rotating convection in absence of the large-scale vortex
本研究通过数值模拟发现，在无大尺度涡旋时，旋转湍流对流中向逆级联的转变由不连续变为连续，表明LSV与背景湍流的相互作用是导致间断性的原因。
2025-09-29 physics.flu-dyn
Velocity statistics inside coherent vortices generated by the inverse cascade of $2d$ turbulence
本文分析了有限箱中二维（$2d$）湍流中由于逆叶栅而产生的相干涡内的速度脉动。正如我们在\cite{16KL}中所证明的，在\cite{14LBFKL}中建立的通用速度剖面对应于流动波动的被动状态。利用该性质可以计算普适区域中速度涨落的关联函数。我们目前的计算结果表明，一个非平凡的缩放的结构功能。此外，计算还揭示了结构函数的强各向异性。
2016-09-04 physics.flu-dyn
Observation of the Inverse Energy Cascade in the modified Korteweg-de Vries Equation
在这封信中，我们证明了第一次形成的逆能量级联的聚焦修正Korteweg-de Vries（mKdV）方程。我们数值研究这种级联的性质，如依赖于初始激发参数（振幅），扰动幅度和谱域的大小的频谱形状。最重要的是，我们发现，逆级联总是伴随着直接的，他们都形成了一个非常稳定的准静态结构在傅立叶空间中的精神FPU的重现现象。这种结构的形成与调制不稳定性的非线性阶段的发展有着内在的联系。这些结果可用于重力水波、等离子体中的离子声波等领域。
2020-03-24 physics.flu-dyn
Split energy cascade in turbulent thin fluid layers
通过对纳维-斯托克斯方程的高分辨率数值模拟，讨论了三维薄流体层中分裂能量级联的现象。我们观察到的存在下，在大尺度上的逆能量级联，如预测的二维湍流，并在小尺度上的直接能量级联，如在三维湍流。在中等尺度范围内，逆能量级联与涡度拟能的直接级联相关联。值得注意的是，我们发现，在这个系统中的能量的逆级联不是一个纯粹的二维现象，与三维速度场的耦合是必要的，以保证通量的恒定性。
2017-08-10 physics.flu-dyn
Direct and inverse cascades scaling in real shell models of turbulence
本研究针对实值速度场的湍流壳模型开展正、逆级联的高精度分析，计算前100个反常标度指数等物理量，发现两种级联的结构函数在惯性区均呈线性Kolmogorov标度，揭示无间歇性源于壳层强相关，为湍流结构提供新认知。
2024-09-18 physics.flu-dyn
Inverse energy cascade in nonlocal helical shellmodels of turbulence
对傅立叶空间中的纳维-斯托克斯方程进行螺旋度本征态的精确分解[F. Waleffe，Phys.FluidsA4，350（1992）]我们介绍了一种用于非局部三元相互作用湍流的螺旋壳模型的修改版本。通过使用分析参数和数值模拟，我们表明，存在一类模型，具有特定的螺旋结构，表现出统计稳定的逆能量级联，在密切类似的纳维-斯托克斯方程的预测限制到相同的螺旋相互作用。我们进一步支持这样的想法，湍流能量转移是一个强大的纠缠之间的三个具有不同的传输特性的结果。
2015-11-03 physics.flu-dyn
Transient inverse energy cascade in free surface turbulence
我们研究了在固定特征强迫尺度下，不同厚度流体层中直接数值模拟产生的大雷诺数下自由表面湍流的统计特性。我们观察到一个瞬态逆级联的生产，其持续时间取决于该层的厚度，随后过渡到三维湍流最初产生接近底部，无滑移边界。通过关闭强迫，我们研究了衰减的湍流制度，我们发现它不能用指数律来描述。我们的研究结果表明，边界条件在薄层中产生的湍流的性质中起着重要的作用，并限制了产生二维现象的条件。
2022-12-09 physics.flu-dyn
Two-Point Vorticity Statistics in the Inverse Turbulent Cascade
本文对定常二维湍流逆叶栅中产生的涡量场的两点涡量概率密度进行了统计分析。
2012-12-11 nlin.CD physics.flu-dyn
Analysis of inertial-range intermittency in forward and inverse cascade regions in isotropic turbulence
本文通过条件化局部能量级串率，分析各向同性湍流中正向与反向级串区域的速度增量统计，发现横向增量间歇性相近，而纵向增量偏度在两类区域中差异显著，并基于 JHTDB v2.0 新数据系统完成验证。
2025-04-06 physics.flu-dyn
Helicity dynamics, inverse and bi-directional cascades in fluid and MHD turbulence: A brief review
我们简要回顾了螺旋度动力学，反向和双向级联流体和磁流体动力学（MHD）湍流，重点是后者。湍流系统的能量，在非耗散情况下的不变量，通过非线性模式耦合转移到小尺度。五十年前，人们认识到，对于二维流体，能量级联而不是更大的尺度，三维MHD中的磁螺旋度也是如此。然而，最近获得的证据表明，事实上，对于一系列的控制参数，有系统，其理想的不变量可以转移，恒定的通量，大尺度和小尺度，如MHD或旋转分层流，在后一种情况下，包括准地转强迫。这种双向、分裂、级联直接影响在这些流中发生混合和耗散的速率，其中非线性涡流与具有各向异性色散定律的快波相互作用，例如由于施加的旋转、分层或均匀磁场。级联的方向可以在某些情况下，通过使用唯象参数，其中之一，我们在这里得出以下的情况下，在电子MHD的逆磁螺旋级联的经典线路。随着来自大型实验室实验、高性能计算和现场卫星观测的更高分辨率的数据集，机器学习工具正在为湍流研究带来新的视角，例如帮助设计新的显式次网格尺度参数化，这可能导致增强物理洞察力，包括在未来这些新的双向级联的情况下。
2019-03-12 physics.flu-dyn
Impact of domain anisotropy on the inverse cascade in geostrophic turbulent convection
研究了区域各向异性对快速旋转Rayleigh-Bénard对流（RRBC）地转湍流区逆级联的影响。在水平方向具有方形截面的周期性畴中，存在充满畴的偶极态。对于矩形周期域的Kolmogorov流组成的周期性阵列的交替单向射流与嵌入式涡观察，连同一个潜在的弱曲折横向射流。在由外部施加的小振幅噪声驱动的弱耗散二维流中以及在经典流体静力学地转湍流中发生的类似转变是无粘能量守恒和位涡拟能的结果，并且可以使用统计力学考虑来理解。RRBC代表了一个重要的三维系统，只有一个无粘不变量，但表现出大尺度结构驱动的内在产生的波动。
2017-11-06 physics.flu-dyn
TURB-Scalar. A large database of passive scalar fields advected by 2D Navier-Stokes in the turbulent inverse cascade regime
本文推出开放数据库TURB-Scalar，包含约400个由二维湍流逆级联区DNS生成的被动标量场快照，为湍流输运建模提供基准资源。
2025-08-18 physics.flu-dyn
Inverse cascade in zonal flows
该研究通过高 Rayleigh 数水平旋转 RBC 的大涡模拟，证明三维深对流中存在浮力自然强迫与能量逆级串，从而支撑强纬向平均流形成。
2024-09-08 physics.flu-dyn
Dimensional transition in rotating turbulence
在这项工作中，我们调查，通过直接数值模拟，旋转如何影响二维的湍流。我们研究了一个薄层的流体，被迫由一个二维的强迫，在“分裂级联”的框架内，其中注入的能量流到小尺度（产生的直接级联）和大尺度（形成逆级联）。结果表明，旋转强化了逆叶栅的损失，从而促进了流动的二维化。这是通过在大尺度上抑制涡度拟能的产生来实现的。然而，我们发现，在所研究的转速范围内，增加垂直尺度会导致逆叶栅通量的减少。我们的研究结果表明，即使在旋转流，逆叶栅可能最终消失时，垂直尺度是足够大的强迫尺度。
2014-05-31 physics.flu-dyn
The dynamical role of vortices in the two-dimensional inverse cascade of turbulence
INFN（意大利国家核物理研究所）
通过高分辨率数值模拟分解涡旋与背景分量，揭示二维湍流逆级联中涡旋分量对能谱及科尔莫戈罗夫标度的影响，推导并验证相关平衡关系。
2026-09-02 physics.flu-dyn
Inverse and direct energy cascades in 3D MHD turbulence at low-Rm
本实验研究分析了湍流的维数与其能量传递的放大或缩小性质之间的关系。我们这样做，迫使低$Rm$磁流体动力学（MHD）湍流在一个封闭的通道，而精确地控制其维数的外部施加的磁场。我们首先确定一个特定的长度尺度$\hat{l}_\perp^c$，从较大的准二维的分离较小的三维结构。然后，我们表明，逆能量级联的水平动能沿水平尺度总是可以观察到在大尺度上，但它延伸到该地区的三维结构。与此同时，直接的能量级联局限于最小的和强烈的三维尺度观察。因此，这些动态似乎不是简单地由单个尺度的维度，也不是由强迫尺度，不像在其他研究。事实上，我们的研究结果表明，运动学和动力学之间的关系是不普遍的，可能强烈依赖于在发挥作用的强迫和耗散机制。
2018-06-08 physics.flu-dyn
Two-time Lagrangian velocity correlation function for particle pairs in two-dimensional inverse energy-cascade turbulence
本文数值研究了二维能量反级联湍流中粒子对的两次拉格朗日速度关联函数。我们利用不完全相似性来考虑关联函数的自相似性。在这个框架下，我们提出了一个自相似形式的关联函数，其标度指数不能确定，仅仅使用基于Kolmogorov的唯象的维数分析。结果，关联函数的标度律可以依赖于初始分离。这种初始分离依赖性经常在实验室实验和直接数值模拟中观察到的相对色散，这是直接相关的关联函数，在中等雷诺数。通过对二维能量逆叶栅湍流的直接数值模拟，我们对自相似形式进行了数值验证。所涉及的标度指数和有限雷诺数效应的依赖关系是根据经验确定的。然后，我们考虑了关联函数的标度律对相对色散的影响，即Richardson-Obukhov $t^3$律。我们的结果表明，在无限雷诺数下，Richardson-Obukhov $t^3$定律可能无法恢复。
2022-07-05 physics.flu-dyn
Exploring 2D turbulent properties in anisotropic and disordered Fourier space: Insights into inverse cascades and universal superdiffusion from randomly sampled triadic interaction
National Research Council, Institute of Atmospheric Pollution Research（国家研究委员会，大气污染研究所）；University of Calabria（卡拉布里亚大学）；Dipartimento di Fisica, University of Calabria（卡拉布里亚大学物理系）
研究在“低密度”伽辽金截断系统中二维湍流特性，通过在傅里叶空间采样有序和无序三元组调节各向异性等，揭示双级联，发现粒子对分离有超扩散标度，各向异性影响涡度场及扩散幅度，保留光谱相互作用维持超弹道分离。
2026-07-17 physics.flu-dyn
Inducing intermittency in the inverse cascade of two dimensional turbulence by a fractal forcing
我们表明，在三维湍流的前向级联中，由于能量耗散集中在一个小的分形维数小于3的集合中，显示出自相似性（缺乏自相似性），二维湍流的逆级联也可以显示缺乏自相似性和自相似性，如果能量注入被限制在一个分形维数小于2。本文对二维湍流进行了一系列数值模拟，采用了相同强迫长度尺度的不同强迫函数，但不同的分维$D$，从经典的$D=2$情况到点涡情况$D=0$。结果表明，随着强迫的分维从$D=2$降低，自相似性消失，出现不连续性，不同结构函数的标度$\langle |δu_\|^p| \rangle\propto r^{ζ_p}$与量纲分析预测的$ζ_p=p/3$不同.因此，本模型提供了一个独特的例子，不规则性是受控的，因此可以揭示和提供测试床的湍流的多重分形模型。
2022-06-06 physics.flu-dyn
Forward and inverse energy cascade and fluctuation relation in fluid turbulence adhere to Kolmogorov's refined similarity hypothesis
本研究通过Direct Numerical Simulations数据验证了湍流中局部能量级联率的涨落遵循Kolmogorov refined similarity hypothesis，并发现正逆级联事件均符合该假设且存在相应涨落关系，为用非平衡态热力学描述湍流提供了依据。
2024-01-06 physics.flu-dyn
Non-Kolmogorov scaling for two-particle relative velocity in two-dimensional inverse energy-cascade turbulence
在这里，我们数值研究的拉格朗日粒子对在二维逆能量级联湍流的相对色散。在Richardson-Obukhov $t^3$相对分离定律的背后，我们发现相对速度的二阶矩具有与基于Kolmogorov唯象理论的预测不同的时间标度指数。结果还表明，相对速度的概率分布函数的时间演化是自相似的。研究结果是通过执行Richardson-Obukhov定律，无论是考虑一个特殊的初始分离或条件抽样。特别是，我们证明了条件采样消除了分离和相对速度的统计的初始分离依赖性。此外，我们证明了条件统计是强大的，相对于所涉及的参数的变化，以及从采样中删除的对的数量减少时，雷诺数的增加。我们还讨论了作为条件抽样的结果获得的见解。
2020-04-13 physics.flu-dyn
Structure of coherent vortices generated by the inverse cascade of two-dimensional turbulence in a finite box
本文讨论了有限盒内二维湍流中逆叶栅产生的相干涡的结构和几何特征。我们表明，普遍的速度分布，建立以前，对应于被动制度的流量波动。我们发现的涡核半径和涡的大小，并认为，在盒子中产生的涡量取决于系统参数。
2015-11-10 nlin.CD physics.flu-dyn
Effective transport by 2D turbulence: Vortex-gas theory vs. scale-invariant inverse cascade
本文研究二维湍流有效扩散率，发现尺度不变逆级联标度失效，并提出由孤立涡旋及涡核局部耗散主导的替代标度律，且与DNS定量一致。
2025-03-19 physics.flu-dyn
Anisotropic Inverse Cascade toward Zonal Flow in Magnetically Confined Plasmas
我们提出了一种新的机制，磁约束等离子体中产生的带状流，补充以前的理论的基础上调制不稳定性。我们推导出一个新的守恒定律，在弱非线性动力学制度，并表明它有助于集中到纬向流的湍流漂移波能量的逆级联。在不稳定性计算中通常假设的动力学尺度分离的情况下，这种机制继续运作。
2011-06-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Pseudo-invariants causing inverse energy cascades in three-dimensional turbulence
三维（3D）湍流的特征在于从运动的积分尺度到粘性耗散尺度的动能和螺旋度（第二无粘流不变量）的双重前向级联。然而，在螺旋流中，例如具有破缺镜像对称性的强旋转流，可以观察到与二维湍流（2D）类似的反向能量级联，其中第二个正定流动不变量，拟能，与3D中的螺旋度不同，有效地阻止了能量的前向级联。在纳维-斯托克斯方程的谱螺旋分解中，以前已经表明，一个三波（三元组）相互作用的子集在3D中以类似于2D中的拟能的方式保持螺旋度，从而导致3D中的类似2D的逆能量级联。在这项工作中，我们从理论上和数值上表明，存在一个额外的子集的相互作用保存一个新的伪不变除了能量和螺旋度，这有助于无论是正向或反向的能量级联取决于特定的三重相互作用的几何形状。
2016-10-11 nlin.CD physics.flu-dyn
Origin of the inverse energy cascade in two-dimensional quantum turbulence
我们建立了二维量子湍流中团簇涡旋的逆能量级联和空间关联之间的统计关系。惯性尺度$r$上的柯尔莫哥洛夫谱$k^{-5/3}$对应于具有不同符号的涡之间的成对关联函数，其衰减为幂律，其中成对距离被给定为$r^{-4/3}$。为了检验这些标度关系，我们提出了一种新的强迫和耗散点涡模型，捕捉湍流动力学的量子化涡的紧急集群的同号涡。在统计中性系统中发展的逆能量级联起源于这种随时间演化的涡团。
2017-05-10 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Role of the forcing dimensionality in thin-layer turbulent energy cascades
本文研究了在薄层湍流中，通过改变强迫函数形式和薄层厚度，从正能量级联到逆能量级联的转变。我们发现，作为强制功能变得更加三维，逆级联被抑制和临界高度HC，发生过渡，减少。我们研究了这个临界高度对参数r的依赖性，参数r是衡量强迫的维数，从而在参数空间r-h中构建了一个相空间图。我们讨论了雷诺数和磁畴尺寸的影响。
2020-03-25 physics.flu-dyn
Influence of the condensate and inverse cascade on the direct cascade in wave turbulence
在直接数值模拟表面重力波的各向同性湍流的哈密顿方程的框架中，观察到长波背景或凝聚的形成。指数的直接级联光谱在不同水平的人工冷凝抑制显示出一种趋势，变得更接近的预测波湍流理论在较低水平的冷凝。提出了一个简单的定性解释的机制，这种现象。
2009-11-04 physics.ao-ph physics.comp-ph physics.flu-dyn
Inverse cascades of kinetic energy and thermal variance in three-dimensional horizontally extended turbulent convection
逆级联的动能和热方差在光谱空间中的垂直均匀模式的子集被发现，导致一个缓慢的聚集到一对对流超颗粒，最终填充整个水平延伸的，三维的，湍流瑞利-贝纳德对流层的热通量时，规定在顶部和底部。一个额外的弱旋转的垂直轴周围的层停止这种聚集在一个规模小于横向域扩展，并停止逆级联的热方差。动能的逆级联保持完整，甚至对于温度和速度的均方根值已经达到统计稳定状态的时间。这种动能逆级联维持了在温度场中最明显的水平延伸的对流模式。聚集对流模式的特征长度取决于热驱动和线性旋转的强度。我们的研究表明，在三维对流中，逆能量级联的重要性超出了二维湍流的情况下，受到热羽流的多尺度能量注入和边界热通量驱动，通常存在于自然的地球和天体物理系统，如太阳对流。
2022-10-20 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Saturation of the inverse cascade in surface gravity wave turbulence
我们报告了在一个大盆地中观测到的尺度大于强迫尺度的地面重力波湍流。除了通常在重力波湍流中报道的下尺度传输外，还观察到了一种上尺度传输，解释为弱湍流理论的逆级联。当逆级联达到强迫波长和流域大小之间的尺度时，达到稳定状态，但远离后者。这种依赖于波陡度的逆级联饱和可能是由于非线性耗散结构的出现，如尖峰波。
2020-08-17 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
On the inverse cascade of magnetic helicity
通过研究三维磁流体动力学（MHD）直接数值模拟中不同球壳之间螺旋度在傅立叶空间中的详细传递，研究了导电流体中磁螺旋度的逆级联.使用两种不同的数值模拟，一种是在感应方程中用电动势强迫系统，另一种是在机械上用ABC流强迫系统，而磁场仅由发电机动作维持。在两个模拟的初始阶段的磁螺旋度级联被观察到是逆的和本地的（在尺度空间）在大尺度上，和直接的和本地的小尺度。当接近饱和时，螺旋度大部分集中在大尺度上，叶栅是非局域的。螺旋度直接从强迫尺度传递到最大尺度。同时，从最大尺度到小尺度观察到一个幅度较小的直接级联。
2005-09-08 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Ascending-descending and direct-inverse cascades of Reynolds stresses in turbulent Couette flow
在湍流平面Couette流中研究了小尺度和大尺度结构之间的相互作用，以及自下而上和自上而下过程的共存，其中在雷诺数$Re$相对较低的情况下出现填充空间的纵向卷。在$Re_τ=101$建立DNS数据库以复制Kawata和Alfredsson在最近的实验工作中考虑的最高$Re$（Phys. Rev. Lett.，vol.120，2018，244501）。我们的研究是基于二阶结构函数张量$\langle δu_i δu_j \rangle$的精确收支方程，即各向异性广义Kolmogorov方程（AGKE）。AGKE同时考虑了物理空间和尺度空间，研究了雷诺应力张量各分量的产生、再分布、输运和耗散，并适当定义了非均匀壁面法向尺度的概念。我们展示了大尺度含能运动是如何参与湍流涨落的产生和再分布的。自下而上和自上而下的交互都会发生，直接和反向级联也是如此。平行于壁面的分量$\langle δu δu \rangle$和$\langle δw δw \rangle$表明，近壁的小尺度和大尺度都向远离壁面的大尺度输送。壁法向分量$\langle δv δv \rangle$是不同的，并显示出占主导地位的自上而下的动力学，通过压力-应变重新分布远离壁和转移到近壁更大的尺度通过逆级联。非对角分量显示了自上而下的相互作用，既有直接级联，也有反向级联，尽管后者发生在有限的尺度范围内。
2021-09-23 physics.flu-dyn
Inverse Energy Cascade in Forced 2D Quantum Turbulence
我们在一个受迫二维量子涡旋湍流的极小模型中证明了一个逆能量级联。我们模拟的Gross-Pitaevskii方程的运动超流体强迫由一个固定的网格的障碍电位，和阻尼由一个固定的热云。强迫注入大量的涡旋能量到系统中的规模在几个愈合长度。强迫和阻尼的制度，涡能被有效地传输到大的长度尺度通过一个逆能量级联与集群的增长相同的循环涡，柯尔莫哥洛夫标度律在动能频谱在一个很大的惯性范围内，和频谱凝聚的动能在系统大小的规模。我们的研究结果提供了明确的证据，以前在各种经典系统中观察到的逆能量级联现象，也可以发生在量子流体中。
2013-02-18 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Waves and vortices in the inverse cascade regime of stratified turbulence with or without rotation
我们研究了分层湍流中波和涡之间的能量分配，有或没有旋转，对于各种参数，侧重于大尺度能量逆级联中的波和涡的行为。为此，我们在雷诺数Re=1000的立方体箱中进行直接数值模拟，Brunt-Väisälä频率N和惯性频率f的比值从1/4到20不等，并进行纯分层运行。测量分层强度的弗劳德数在0.02 < Fr < 0.32的范围内变化。我们发现，逆叶栅是由慢准地转模占主导地位。它们的能谱和通量表现出逆级联的特征，尽管它们的能量是不守恒的。令人惊讶的是，当N/f比增加时，慢涡仍然占主导地位，在分层情况下也是如此，尽管越来越少。然而，当N/f增加时，慢模的逆级联变得越来越弱，并且在纯分层情况下它消失。我们讨论了如何消失的逆级联的能量增加N/f可以解释的波和涡，并确定三个主要的影响，可以解释这种过渡的基础上无粘不变量参数。
2015-09-08 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Hilbert Statistics of Vorticity Scaling in Two-Dimensional Turbulence
本文分析了二维湍流涡度场$ω(x,y)$的逆能量级联和正涡度拟能级联的标度特性。这是通过应用一个基于希尔伯特的技术，即希尔伯特-黄变换，从$8192^2$网格点直接数值模拟的二维湍流与强迫尺度$k_f=100$和埃克曼摩擦获得的涡量场。用强迫尺度$k_f$将观测到的涡度$ω$和瞬时波数$k(x)$的$C_i(x)$模态的联合概率密度函数$p(C,k)$分解为两部分，分别对应于逆能量级联和正向涡度拟能级联。发现在给定的波数$k$下，所有的条件pdf $p(C\vert k)$都有指数尾.在逆能量级联中，$p(C\vert k)$的形状确实彼此坍缩，表明是非间歇性级联。测量的标度指数$ζ_ω^I(q)$与统计阶数$q$是线性的，即，$ζ_ω^I(q)=-q/3$，证实了非间歇性级联过程。在前向涡度拟能级联中，$p(C\vert k)$的核心部分随波数$k$的变化而变化，表现为间歇性的前向级联。测量的标度指数$ζ_ω^F(q)$与$q$是非线性的，并且可以通过对数泊松拟合来很好地描述：$ζ_ω^F(q)=\frac{1}{3}q+0.45\left(1-0.43^{q}\right)$。然而，提取的涡度标度指数$ζ_ω(q)$的逆能量级联和前向涡度拟能级联是不一致的Kraichnan \rq{}的理论预测。需要新的理论来解释所观察到的标度行为的涡度场的二维湍流。
2014-01-16 physics.flu-dyn
Inverse cascade of gravity waves in the presence of condensate: numerical simulation
本文通过直接数值模拟研究了表面重力波湍流中伴随凝聚体出现的反向级联现象，发现其谱斜率约为 $k^{-3.07}$，与波湍流理论的预言存在差异。
2022-11-29 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Coherent structure detection and the inverse cascade mechanism in two-dimensional Navier-Stokes turbulence
本文比较了二维Navier-Stokes湍流中多种相干结构检测方法，揭示相干结构对能量逆级联贡献较小但会显著影响大尺度能谱，并通过多尺度梯度方法解释了其形状保持机制。
2023-04-06 physics.flu-dyn
Nonlinear superposition of direct and inverse cascades in two-dimensional turbulence forced at large and small scales
我们询问的性质的二维Navier-Stokes湍流同时被迫在小尺度和大尺度。背景动机来自于对大气湍流的观测结果。我们表明，速度场是服从于两个辅助速度场的总和被迫在大，小尺度和表现出直接拟能和逆能量级联，分别。值得注意的是，这两个辅助领域调和通量的普遍性质与正统计相关的惯性范围内。
2011-10-26 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Vortex annihilation and inverse cascades in two dimensional superfluid turbulence
我们研究了二维超流湍流，采用有效的描述有效的极限超流涡的密度是参数小。在足够低的温度下，有效的描述产生逆级联与柯尔莫哥洛夫能谱$E(k) \sim k^{-5/3}$。用$N(t)$表示涡的数目作为时间的函数，我们发现，涡的湮灭率的标度类似于$\dot N \sim N^{5/3}$的状态与反级联和$\dot N \sim N^2$的层流。
2014-11-10 cond-mat.quant-gas hep-th nlin.CD
Restricted Partition Functions and Inverse Energy Cascades in Parity Symmetry Breaking flows
当均匀各向同性湍流的对称性被打破时，具有不同物理作用的不同模式集合出现。特别地，选择对这些集合中的一个或另一个施加更多权重的强制可能导致能量转移的不同统计。我们使用的一般方法计算一个配分函数限制到相空间的一部分，分析研究这些不同的统计。我们说明这种方法的宇称对称性破缺的情况下，测量螺旋度。结果表明，当螺旋度在所有尺度上都是正负号时，能量将出现逆级联。当符号确定性丢失时，即使对于一小组模式，这种级联也消失，并且存在到标准螺旋均分谱的急剧相变。
2013-11-15 cond-mat.stat-mech 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
Dual local and non-local cascades in 3D turbulent Beltrami flows
通过与二维湍流的类比，讨论了三维湍流Beltrami流中存在双重局部和非局部级联的可能性，包括逆能量级联和正螺旋度级联。我们讨论了局域和非局域情况下相应的能谱。与高雷诺数湍流冯卡门流的比较提供和讨论。
2012-06-25 physics.flu-dyn
Counterflow-Induced Inverse Energy Cascade in Three-Dimensional Superfluid Turbulence
低温量子湍流通常用两种不混溶的流体来描述，这两种流体可以以非零的平均相对速度流动。这种非平衡态被称为逆流超流湍流。我们在这里报告的出现逆流诱导的逆能量级联在三维超流流进行广泛的数值模拟的Hall-Vinen-Bekarevich-Khalatnikov模型。随着平均逆流强度的增加，观察到从全三维湍流到呈现分裂叶栅的准二维系统的突然转变。这项工作的结果可以激励新的实验设置，研究准二维超流湍流在大部分的三维实验。它们也可能在由不止一种流体成分描述的系统中找到超流体之外的应用。
2020-12-17 cond-mat.other physics.flu-dyn
Effect of Leading Edge Tubercles on Compressor Cascade Performance
锯齿是对翼型前缘的改进，其形式为钝的波浪状锯齿。关于孤立翼型上结节效应的几项研究表明，结节在过失速状态下具有有益的效果，因为它可以减少阻力，增加升力，从而延迟失速。延迟失速的前景对于燃气轮机中的轴向压缩机的设计者特别有吸引力，因为这导致具有更高负载的设计，并且因此导致具有更少级数的更高压力升高。本文对NACA 65209翼型叶栅进行了不同结节形状的实验研究。在出口平面上使用五孔探针进行测量，以比较叶栅性能参数。此外，在叶片表面附近进行热线测量，以了解靠近结节区域的流动性质。叶栅端壁上的油流可视化显示了通过有和没有结节的叶片通道的流动。对于所考虑的叶栅，发现最佳性能叶片组的估计失速角从未修改叶片的6.0°增加到8.6°。在轴流压气机叶片上应用这种结构，可以有效地抑制轴流压气机的失速，扩大轴流压气机的工作范围。
2021-02-25 physics.flu-dyn
Inverse cascades in turbulence and the case of rotating flows
我们首先简要总结了几个属性的二维（2D）湍流的动力学，重点是逆级联的能量系统的最大可访问的规模。为了研究经历强固体旋转的三维（3D）湍流中的类似现象，我们在网格上测试了之前开发的大涡模拟（LES）模型，并对旋转湍流进行了高分辨率直接数值模拟。$3072^3$点。然后，我们描述了新的数值结果的逆能量级联在旋转流中使用该LES模型和对比的情况下，二维与三维强迫，以及非螺旋强迫（即，速度和涡度之间的弱整体对齐）与完全螺旋贝尔特拉米情况下，无论是确定性和随机强迫。逆能量级联的不同标度可以归因于强迫的维度，一般来说，在大尺度下，慢模式的$k_{\perp}^{-3}$或$k_{\perp}^{-5/3}$能谱垂直于旋转方向。最后，我们调用的作用，剪切的情况下，一个强各向异性的确定性强迫，使用所谓的ABC流。
2012-03-01 nlin.AO physics.flu-dyn
Intensification of Oceanic Inverse Energy Cascade Under Global Warming
基于24年卫星测高数据，研究发现1994–2017年全球多数海区海面地转动能逆级联每十年增强1%–2%，并揭示其多因素区域差异机制。
2025-05-09 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Direct and inverse energy cascades in a forced rotating turbulence experiment
我们提出了一个统计稳定的旋转湍流实验中的双级联的动能的实验证据。湍流是由一组垂直襟翼产生的，这些襟翼不断地向旋转水箱的中心注入速度波动。能量转移的两点三阶三分量速度结构函数，我们使用立体粒子图像测速仪在旋转框架中测量评估。在没有整体旋转的情况下，能量从大尺度转移到小尺度，就像在经典的三维湍流中一样。在非零转速下，水平动能呈现出双重级联：小尺度下为正级联，大尺度下为逆级联。相比之下，垂直动能总是从大尺度转移到小尺度，这种行为让人想起二维湍流中被动标量的动力学。在最大旋转速率的流动几乎是二维的，和一个纯粹的逆能量级联被发现的水平能量。为了描述按尺度的能量收支，我们考虑将Kármán-Howarth-Monin方程推广到非均匀湍流，其中能量输入被明确地描述为从襟翼通过进行测量的控制体积表面的湍流能量平流。
2014-12-12 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Observation of an Inverse Energy Cascade in Developed Acoustic Turbulence in Superfluid Helium
本文报道了在He Ⅱ中观测到的第二声-声湍流中的逆能量级联.它的发作发生在临界驱动能量之上，并伴随着巨浪，这些巨浪构成偶尔出现在海洋表面的流氓波的声学模拟。发展了这一现象的理论，并与实验结果相吻合。
2009-01-27 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
Conformal Invariance in Inverse Turbulent Cascades
本文研究了一类描述二维不可压缩流传输的标量场的非线性模型中湍流逆叶栅的统计特性。这类方程的特点是输运场和速度之间的线性关系，包括几种物理意义上的情况，如Navier-Stokes方程、表面准地转方程和Charney-Hasegawa-Mima方程。我们发现，在这样的系统中的逆湍流级联的一些统计特性是共形不变的。特别是，零等值线的标量场是统计等价的共形不变曲线的分辨率内，我们的数值。我们表明，共形类的选择是由一个传输速度的属性，而不是一个传输场的属性，并发现一个相变时，速度从一个大规模的字段变成一个小规模的。
2010-12-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Direct and Inverse Cascades in the Wind-Driven Sea
给出了风激重力波平方波幅Hasselmann动力学方程中S（nl）项的一种新形式。S（nl）的这种形式使得有可能以微分形式改写能量、动量和波浪作用的守恒定律，并以自然的方式引入它们的通量。我们发现，固定动力学方程有一个家庭的确切Kolmogorov型的解决方案所管辖的运动常数通量：波浪作用，能量和动量。详细研究了与扩散近似等价的S（nl）项的简单“局部”模型。在这种情况下，Kolmogorov谱被发现在明确的形式。我们表明，一般的解决方案的固定动力学方程背后的光谱峰描述的Kolmogorov型解决方案与频率相关的通量。“逆级联”和“正级联”的区域可以通过自然的方式分离。普适域中的谱接近于$ω^{-4}$。
2015-02-09 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Experimental study of the inverse cascade in gravity wave turbulence
我们进行了实验研究的逆级联制度的重力波湍流的表面上的流体。表面波被迫在一个中间尺度对应的重力毛细管波长。为了响应这种强迫，在更大的尺度上观察到波浪。在足够高的强迫下，它们的振幅谱呈现频率-幂律。这两个观测结果都归因于重力波湍流的高阶波作用传递。谱指数与弱湍流理论预测值接近。频谱幅度与平均注入功率成线性关系。我们还测量了注入功率波动的分布，在存在的高档（逆）传输或在存在下尺度（直接）级联在重力波湍流。
2011-09-19 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Inverse cascade anomalies in fourth-order Leith models
本文分析了一类四阶非线性扩散模型，它们对应于弱波湍流四波动力学方程的局部近似。我们专注于一类参数的双级联行为，预计与红外有限时间奇异性相关的波作用的逆传输。这种情况与非线性薛定谔模型中的波动和爱因斯坦真空场模型中的引力波有关。我们发现，逆传输是不描述的恒定通量的解决方案的缩放，但有一个异常的缩放。我们计算了反常指数，并利用动力系统理论分析了它们的起源。
2021-09-29 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Generalized vortex-model for the inverse cascade of two-dimensional turbulence
本文将二维流体运动的Kirchhoff点涡模型推广到转子模型，转子模型通过转子簇的形成表现出逆叶栅。转子由两个具有相同符号环流的涡组成，它们通过过阻尼弹簧粘合在一起。该模型的动机是治疗的涡度方程表示的涡度场的叠加与椭圆高斯形状的可变宽度的涡，增加了一个合适的强制机制。转子模型的建立为从动力系统理论出发讨论逆叶栅中的能量输运问题开辟了新的途径。
2013-11-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
