Turbulence compressibility reduction with helicity
在循环箱中进行了螺旋度对各向同性湍流压缩性影响的数值试验。压缩性相关的模式频谱的动能的比率目前的幂律在大的波数在耗散范围内，表示一个共同的差异$11/15$的非螺旋功率谱的代数前因子的指数超过螺旋的。我们的结果不是从谱本身的形状导出的，关于螺旋度对离散动力学系统的复奇异性的影响的隐含信息对于理解纳维-斯托克斯方程仍然是合理的价值，虽然用于计算的高阶有限差分格式在耗散范围内可能不如具有伪谱方法本文还讨论了谱起伏在控制流动，例如降低湍流噪声方面的可能应用。
2022-11-08 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Viscous Dissipation, Helicity and Enstrophy of Bouncing Droplets undergoing Off-center Collision
采用具有两个标记函数的VOF方法，对等尺寸二元弹跳液滴的偏心碰撞过程进行了数值研究，并与已有的实验结果进行了对比验证.基于能量收支分析，发现了随碰撞参量变化的非单调动能恢复。这可以解释为延长的纠缠时间和增强的内部流引起的粘性耗散弹跳液滴在中间碰撞参量，与那些在较小或较大的碰撞参量。数值验证了这种非单调性的普遍性，并据此提出了一个近似拟合公式，将动能耗散因子与不同Weber数和Ohnesorge数下的碰撞参量关联起来。从涡动力学的角度来看，液滴内部流动的螺旋度分析确定了一个强大的三维之间的相互作用的“环形”旋涡和“线形”剪切层偏心碰撞。此外，我们从理论上证明和数值验证之间的等价性总拟能和总粘性耗散，适用于单相流动系统的固定边界，通常不满足两相流系统包含气液界面。这是由于不平衡的粘性应力所做的功，该不平衡的粘性应力是由与振荡界面的运动相关联的界面流动和涡量引起的。
2018-11-16 physics.flu-dyn
Helicity conservation by flow across scales in reconnecting vortex links and knots
螺旋度（或打结）是一个基本守恒量的猜想在流体力学中有着丰富的历史，但在耗散存在下这种守恒的性质已被证明难以解决。利用最新的进展，我们创建的粘性流体和模拟超流体的涡结和链接，并通过拓扑变化的重连跟踪它们的几何形状。我们发现，通过重新连接的涡旋线的重新关联，使螺旋度的链接和结的螺旋线圈。这个过程是非常有效的，由于反平行的方向自发地采取了重新连接的旋涡。使用一种新的方法来量化的空间螺旋度谱，我们发现，重联过程可以被看作是转移螺旋度之间的尺度，而不是消散it.We还推断存在的几何变形，转换成更小的尺度扭曲的螺旋线圈，在那里它可能最终消散。我们的研究结果表明，螺旋度守恒在流体和相关领域中起着重要的作用，即使在耗散的存在。
2014-09-18 physics.flu-dyn
An improved helical subgrid-scale model and large-eddy simulation methods in helical turbulence
针对螺旋状各向同性湍流，提出了一种改进的两项螺旋亚网格尺度（SGS）模型，并给出了四种用于大涡模拟（LES）的动力学方法，包括标准动力学方法、最小二乘和动力学方法、单螺旋度耗散约束动力学方法和能量和螺旋度耗散双约束动力学方法。在稳态和衰减螺旋各向同性湍流中进行了先验和后验测试，将四种类型的动态螺旋模型和动态Smogorinsky模型与直接数值模拟（DNS）的结果进行了比较。数值结果表明，三种新的动力螺旋模型对能量和螺旋度演化的预测优于标准动力螺旋模型，两种约束螺旋模型对能量和螺旋度耗散率的预测优于其他模型.此外，约束螺旋模型与真实SGS应力具有更高的相关性，并且与DNS结果具有更相似的概率密度函数（PDF）。总的来说，这两个约束螺旋模型显示出一些更有吸引力的功能比其他模型。
2014-08-12 physics.flu-dyn
A new eddy-viscosity model for large eddy simulation in helical turbulence
在各向同性螺旋湍流中，提出了一种新的单螺旋模型用于大涡模拟。在Kolmogrov假设的基础上，根据螺旋度耗散的平衡和螺旋度通量在惯性范围内的平均值，提出了螺旋模型，螺旋模型是一种涡粘性模型。螺旋模型的系数是恒定的，并且也可以动态地确定。数值模拟的强制和衰减的各向同性螺旋湍流表明，螺旋模型预测的能量和螺旋度的演变。螺旋模型的统计特性更接近DNS结果，在先验检验中，螺旋模型的能量耗散和螺旋度耗散也显示出良好的结果。螺旋模型与动态Smogorinsky模型和混合模型相比，具有一定的优越性.
2012-12-12 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
Theory of the kinetic helicity effect on turbulent diffusion of magnetic and scalar fields
本文采用路径积分方法研究有限相关时间、大雷诺数随机螺旋速度场，证明动力学螺旋度会减弱湍流磁扩散却增强被动标量扩散，并指出其源于速度相关时间的螺旋度依赖。
2025-05-13 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Trefoil knot structure during reconnection
三维图像的演变数值三叶涡结被用来研究的增长和衰减的涡度拟能和螺旋度。负螺旋密度（$h<0$）起着几种作用。首先，在涡度拟能耗散最大值的两侧，具有相同大小的相反符号的螺旋度耗散片允许在第一次重联过程中保留全局螺旋度${\cal H}$，这在理论上（Laing等人，2015年）和实验上（Scheeler等人，2014年）都是如此。其次，为了保持三叶内涡度拟能和正螺旋度的增长，同时保持${\cal H}$，只要周期性边界不干涉，$h<0$就在三叶的外部形成。为了防止这种情况，随着粘度$ν\to0$的增加，域尺寸$\ell$增加。结合起来，这允许两组三叶形形成新的缩放机制，其中线性减小$(\sqrtνZ(t))^{-1/2}$直到公共$ν$独立时间$t_x$，图形显示的是第一次重连结束时。在此阶段，当时间按各自的非线性时间尺度$t_f$标度时，模拟旋涡的演变与Kleckner和Irvine（2013）的重新连接实验三叶形之间存在良好的对应关系。时间尺度$t_f$是以三叶形的半径$r_f$和它们的环流$Γ$为基础的，只要用实验性的水翼模型的强弯度来修正只采用平板近似的已发表的实验环流$Γ$。
2017-05-26 physics.flu-dyn
Unappreciated cross-helicity effects in plasma physics: Anti-diffusion effects in dynamo and momentum transport
利用多尺度重整化微扰展开分析方法，研究了磁流体湍流中的交叉螺旋度（速度-磁场关联）效应对磁场感应和动量输运的影响。该理论的轮廓是参照速度和磁场之间的交叉相互作用的响应函数的作用。在这个公式中，湍流通量的表达式：湍流电动势（EMF）的平均感应方程和雷诺应力和湍流麦克斯韦应力的动量方程。与电动势的表达式相关，讨论了发电机中交叉螺旋度效应以及其他发电机效应的物理起源。为了理解湍流交叉螺旋度的实际作用，考虑了它的输运方程。通过实例讨论了交叉螺旋度的几种产生机制。在交叉螺旋度产生机制的基础上，讨论了交叉螺旋度在恒星发电机中的作用。交叉螺旋度的动量输送和全球流动的产生中的作用进行了论证。回顾了快速重联中湍流效应的特征，特别强调了交叉螺旋度在有效电阻率局部化中的作用。最后，一个注释是解决的方法，阐明了结构的生成和维持在非常强的湍流。需要一个适当的反扩散效应公式，它与通常的扩散效应相反。与传统的启发式模型相比，基于这种解析公式的湍流模型方法也被认为是。自洽框架处理的平均场和湍流之间的非线性相互作用的重要性，以及强调。
2023-03-03 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Statistical mechanics of Beltrami flows in axisymmetric geometry: Theory reexamined
基于螺旋度守恒、角动量守恒和微观能量守恒，考虑了不可压轴对称欧拉方程的一种简化热力学方法。统计平衡态是通过在这些唯一的约束下最大化玻尔兹曼熵而获得的。我们假设这些约束是由强迫和耗散的性质选择的。波动被发现是高斯，而平均流量是在贝尔特拉米状态。此外，我们还证明了在固定螺旋度、角动量和微观能量时熵的最大化等价于在固定螺旋度和角动量时宏观能量的最小化。这从统计力学上证明了这种选择性衰变原理的合理性。这些理论预测与von Karman湍流的实验符合得很好，并提供了一种方法来测量湍流的温度和检查波动耗散关系（FDR）。松弛方程推导出，可以提供一个有效的描述的动态贝尔特拉米状态和高斯分布的逐步出现。它们还可以提供数值算法来确定最大熵状态或最小能量状态。
2010-07-01 physics.flu-dyn
Dependence of trefoil vortex knots upon the initial vorticity profile
本文通过六组Navier-Stokes三叶形涡旋结数值模拟，揭示了初始涡量剖面对螺旋度、涡量拟能演化和有限时间耗散行为的决定性影响，并阐明了不同剖面下重联过程中负螺旋度涡量片的形成机制。
2023-04-16 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
Spectral Modeling of Turbulent Flows and the Role of Helicity
本文提出了一种基于涡阻尼拟正态马尔可夫近似\cite{sao,chollet_lesieur}的大涡模拟动力学谱模式。三个不同的修改实施和测试。一方面，而在目前的方法中，一个Kolmogorov样的能量谱通常是假设，以评估非本地传输，在我们的方法中的子网格尺度的能量谱动态地适应自己的大规模解决频谱，这第一个修改允许特别是一个更好的治疗瞬态阶段和不稳定性，如一个具体的例子。此外，该模型考虑了小尺度的相位关系，例如体现在强局部结构，如涡丝。为此，在封闭模型中的所谓涡流噪声的处理中实施相位信息。最后，我们还考虑了螺旋小尺度可能发挥的作用，在评估的能量和螺旋度，两个不变量的原始方程在无粘的情况下，这也导致内在的变化，螺旋度谱的发展。因此，我们的模型允许模拟各种情况下的流动，并在任何给定的雷诺数先验。本文用三维纳维-斯托克斯方程的直接数值模拟方法对一种典型的全螺旋流--ABC（Beltrami）流驱动的流体进行了模拟。得到了很好的协议的物理和光谱行为的大尺度。
2007-07-04 physics.class-ph physics.flu-dyn
Fully developed turbulent dynamo at low magnetic Prandtl numbers
利用磁流体动力学湍流的壳模型研究了小磁普朗特数（$\Pm$）极限下的发电机问题。该模型在无粘流体和零磁扩散率的限制下满足总能量守恒、交叉螺旋度守恒和磁螺旋度守恒。强迫被选择为具有恒定的能量注入率，并且没有动能螺旋度或交叉螺旋度的注入。我们发现临界磁雷诺数（$\Rm$）的值在小的极限$\Pm$饱和。在发电机阈值以上，我们研究了饱和状态与$\Rm$和$\Pm$的关系。在均分的情况下，我们发现Kolmogorov谱的动能和磁能，除了波数低于电阻标度。最后，两个耗散尺度（粘性与阻力）的比值演变为$\Pm < 1$的$\Pm^{-3/4}$
2007-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Saturation of turbulent helical dynamos
自然界中大尺度磁场的存在通常归因于由湍流螺旋发电机驱动的磁螺旋度的逆级联。在这项工作中，我们表明，在湍流螺旋发电机的大尺度$Π_{\mathcal{H}}$的磁螺旋度的逆通量是有界的$|Π_{\mathcal{H}}|\le c εk_η^{-1}$，其中$ε$是能量注入率，$k_η$是Kolmogorov磁耗散波数和$c$一阶常数。假设经典的各向同性湍流标度，磁螺旋度的逆通量$Π_{\mathcal{H}}$至少与磁雷诺数$Rm$呈$-3/4$幂律减小：$|Π_{\mathcal{H}} | \le c ε\ell_f Rm^{-3/4}\max[Pm,1]^{1/4}$，其中$Pm$为磁普朗特数，$\ell_f$为强迫长度尺度。我们证明了这种缩放与$Rm$使用直接数值模拟的湍流发电机被迫在中间尺度。结果进一步表明，非线性饱和是通过在畴尺寸尺度$L$上的逆级联和耗散之间的平衡来实现的，其中磁能的饱和值由${\mathcal{E}}_\text{m}\leq c L (ε\ell_f)^{2/3} Rm^{1/4}\max[1,Pm]^{1/4}$限定。数值模拟也证明了这一界限。
2022-07-25 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Reynolds-number dependence of the dimensionless dissipation rate in homogeneous magnetohydrodynamic turbulence
本文研究了在外力作用下，定常和非定常磁流体（MHD）湍流的无量纲耗散率$C_{\varepsilon}$的行为。结合前人对自由衰减MHD湍流的研究，本文得到了适用于均匀MHD湍流的最一般的$C_{\varepsilon}$模型方程，并对单位磁普朗特数下无量纲总能量耗散率随雷诺数的变化进行了全面的数值研究。我们进行了一系列中高分辨率的直接数值模拟机械强制固定MHD湍流，以验证模型方程的预测固定的情况下。此外，非普适性的问题进行了讨论的外力的影响，以及交叉和磁螺旋度的水平。渐近线$C_{\varepsilon,\infty}$的测量值位于自由衰变的$0.193 \leqslant C_{\varepsilon,\infty} \leqslant 0.268$之间，其中该值取决于交叉和磁螺旋度的初始水平。在平稳的情况下，我们测量$C_{\varepsilon,\infty} = 0.223$。
2017-01-04 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.flu-dyn
A non local shell model of turbulent dynamo
本文推导了一种新的磁流体动力学（MHD）湍流壳模型，其中能量传递不一定是局部的。与原MHD方程一样，该模型在相空间中保持了总能量、磁螺旋度、交叉螺旋度和体积（刘维尔定理），而不考虑外力、粘性耗散和磁扩散的影响。在没有磁场的情况下，该模型表现出统计稳定的动能解与柯尔莫哥洛夫谱。本文研究了在运动学和动力学两种情况下，在很宽的磁普朗特数范围内，种子磁场对湍流和非线性相互作用的发电机作用。能量传递的非定域性被清楚地识别。
2007-01-11 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Helical turbulent nonlinear dynamo at large magnetic Reynolds numbers
在旋转的天体物理系统中，包括行星、恒星和星系，大尺度磁场的激发和进一步维持通常被认为涉及由螺旋磁流体动力学湍流驱动的流体磁发电机效应。虽然这种情况是有吸引力的一般理由，但它目前仍然在很大程度上不受约束，特别是因为一个基本的了解大规模的流体磁性的非线性渐近行为的天体物理学相关的，但危险的制度，大磁雷诺数$Rm$仍然缺乏。我们探索这个问题，使用本地高分辨率模拟湍流磁流体动力学驱动的非均匀螺旋强迫产生的正弦曲线的动力学螺旋度，模仿半球形分布的动力学螺旋度在旋转的湍流流体体。我们确定了一个过渡在大$Rm$的非线性状态，其次是$Rm\simeq 3\times 10^3$，由强大的，饱和的小尺度磁流体动力学湍流和较弱的，旅行相干大尺度场振荡。这种状态的特点是一个渐进的小电阻耗散的磁螺旋度，其空间重新分布通过动力学螺旋度的半球分布驱动的湍流通量在赤道，并在大$Rm$的重联典型的等离子体团的纠缠的动态磁场的试探性存在。
2021-12-09 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
Mixed modeling for large-eddy simulation: the minimum-dissipation-bardina model
纳维-斯托克斯方程描述粘性流体的运动。为了以合理的计算时间和精度预测湍流，根据大涡模拟（LES）方法对这些方程进行空间滤波。目前的工作应用根据Schumann（1975）的体积过滤程序。为了演示的程序舒曼过滤器首先适用于对流扩散方程。舒曼滤波器导致体积平均方程，其不是封闭的。为了关闭这些方程的模型，它代表了解决尺度和小的次网格尺度之间的相互作用。在这里，考虑Roxie等人的各向异性最小耗散模型。（2015）。计算单元面对流通量所需的插值方案可视为第二个过滤器。因此，过滤对流扩散方程的对流项可以解释为双重过滤项。这一项由Bardina等人（1983）的尺度相似性模型近似。从而得到一个混合最小耗散Bardina模型。其次，将数学方法推广到纳维-斯托克斯方程。在这里，压力项被单独分析，并添加到对流扩散方程作为汇项。最后，得到了空间滤波的纳维-斯托克斯方程，该方程依赖于由Roxley等人（2015）提出的各向异性最小耗散（AMD）模型和Bardina等人（1983）的尺度相似模型。因此，实现了混合AMD模型和Bardina模型的数学上一致的方法。
2018-06-29 physics.flu-dyn
Mixed modeling for large-eddy simulation: The single-layer and two-layer minimum-dissipation-Bardina models
使用大涡模拟预测湍流的行为需要亚网格尺度应力张量的建模。该张量可以使用混合模型来近似，混合模型将功能模型的耗散性质与结构模型近似失衡效应的能力结合起来。我们提出了一个数学基础混合（功能）涡粘度模型与（结构）Bardina模型。通过对涡粘性采用各向异性最小耗散（AMD）模型，得到了（单层）AMD-Bardina模型。为了也获得一个物理符合模型的壁有界的流动，我们进一步发展这个混合模型成一个两层的方法：近壁区域的参数化与AMD-Bardina模型，而外部区域的计算与Bardina模型。单层和双层AMD-Bardina模型在不同雷诺数的湍流槽道流中进行了测试，并得到改进的预测时，混合模型被应用在与AMD和Bardina模型单独的计算相比。两层AMD-Bardina模型得到的结果是特别显着的：一阶和二阶统计都非常好的预测，甚至在通道中心的平均速度的拐点被捕获。因此，一个非常有前途的模型获得的大涡模拟的壁有界湍流在中等和高雷诺数。
2021-01-07 physics.flu-dyn
Statistical Equilibrium of Circulating Fluids
我们正在研究的Navier-Stokes方程的无粘极限，我们发现以前未知的异常项的哈密顿量，耗散和螺旋度，生存这个限制和定义的湍流统计。我们发现各种拓扑非平凡的配置的封闭Clebsch场负责涡片和线。特别地，发现了一个稳定的涡面族，但其反常耗散消失为$\sqrtν$。拓扑稳定的平稳奇异流，我们称之为开尔文，介绍。它们在$C$环周围有一个守恒速度环$Γ_α$，在$C$环周围有一个无穷小闭合环$\tilde C$的守恒速度环$Γ_β$，导致有限螺旋度。反常耗散有一个有限的极限，我们分析计算。开氏体是造成速度环流\textbf{perfectly matching numerical simulations}的渐近PDF尾的原因。推导并研究了环流PDF随环流形状变化的环流方程。这个方程是\textbf{exactly}等价于圈空间中的薛定谔方程，其中粘性$ν$扮演普朗克常数的角色。开尔文数是在WKB极限$ν\rightarrow 0$处的回路方程的固定点。开尔文子的反常哈密顿量包含一个大参数$\log \frac{|Γ_β|}ν$。这个参数的主导幂可以求和，导致熟悉的渐近自由，就像QCD一样。特别是，所谓的多重分形标度律，就像QCD中一样，被对数的幂所修正。
2023-03-06 hep-th math-ph math.MP
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
Analytical and numerical modeling of front propagation and interaction of fronts in nonlinear thermoviscous fluids including dissipation
本文提出了一个控制热粘牛顿流体中有限振幅声扰动的波动方程，该方程包括二阶非线性项。与Kuznetsov方程的模型相比，所提出的非线性波方程在非耗散极限下保持了基本流体动力学方程的哈密顿结构。从广义行波假设出发，得到了行波解的精确解。这个解在整体意义上等价于Burgers方程的Taylor激波解。然而，与Burgers方程相反，这里考虑的模型方程能够描述在相反方向上传播的波。由于所提出的模型方程的哈密顿结构，前沿解符合经典的Rankine-Hugoniot关系。精确的前解相对于其前面的流体以超音速传播，相对于其后面的流体以亚声速传播，类似于流体动力学激波。线性稳定性分析表明，当声压处于临界区间时，波前是稳定的，否则波前是不稳定的。这些结果进行了数值验证。对正面碰撞锋面的研究表明，锋面的传播速度在碰撞时会发生变化。
2008-06-03 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
Dynamic mixed turbulence modeling using a super-resolution generative adversarial approach
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文提出了一种结合超分辨率生成对抗网络的动态混合湍流模型，通过生成高分辨率速度场提升LES模拟的精度和物理一致性。
2026-10-12 physics.flu-dyn
(3+1)-dimensional compressible fluid as a (4+1)-dimensional Chern-Simons system
本文将(3+1)维可压缩流体表述为(4+1)维陈-西蒙斯系统，通过降维得到平流方程及守恒律，耦合外源后导出位涡，自相互作用下对应无耗散流体并发现新螺旋度不变量与费雷尔环流解。
2025-08-25 hep-th physics.flu-dyn
Phase-resolved Modeling Of Surf Zone Wave Transformation Over Idealized Rough Bottoms
本研究针对粗糙岩石海床冲浪带波浪变换建模的局限性，将体冠层阻力（BCD）参数化方法应用于三维非静压相位分辨SYMPHONIE模型，通过实验验证了其对波浪耗散过程的准确捕捉能力，为海岸过程研究提供了更可靠的建模框架。
2025-03-26 physics.flu-dyn
The Phillips spectrum and a model of wind-wave dissipation
本文考虑Newell & Zakharov（A.C. Newell和V.E.扎哈罗夫广义菲利普斯谱在波浪湍流中的作用。Phys.Lett.A，372：4230-4233，2008）。新方程不仅考虑了共振四波相互作用，而且考虑了与波破碎有关的耗散。在方程中引入了一个依赖于谱能量通量的耗散函数。该函数确定为函数参数，应根据与实验的比较进行最佳选择。具有这种耗散函数的动力学方程描述了从Kolmogorov-Zakharov谱到通常在实验中观察到的Phillips谱的转变。用能谱表示的耗散函数形式可用于海浪的波浪模拟和预报。
2019-12-09 physics.ao-ph 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
The generalized Phillips' spectra and new dissipation function for wind-driven seas
提出了一个推广的动力学方程来解释观测到的风浪谱的形状。该方法允许修复一个临界的不确定性建模风浪谱使用的非线性传输和波耗散由于破碎的平衡条件。我们证明了从Kolmogorov-Zakharov谱$E(ω)\sim ω^{-4}$到Phillips谱$E(ω)\sim ω^{-4}$的转变。这种转变在田间试验中经常观察到。第一个结果的广义动力学方程模拟。
2015-02-25 physics.ao-ph physics.flu-dyn
