Numerical Simulation of Collinear Capillary-Wave Turbulence
本文报道准一维双向毛细波湍流的直接数值模拟。虽然非平凡的三波和四波共振相互作用是不存在的，在这个特殊的几何形状，我们表明，规模之间的能量转移仍然发生集中在线性色散关系，扩大了非线性。的波谱显示出一个明确的波数幂律标度，被认为是在良好的协议与尺寸预测的毛细管波湍流涉及四波相互作用。进行了高阶相关分析（双相干和三相干）定量证实了四波准共振相互作用的主导作用。Kolmogorov-Zakharov谱常数也进行了数值估计。我们解释我们的结果作为第一次数值观测各向异性毛细波湍流，其中四波相互作用起主导作用
2020-11-11 physics.flu-dyn
Wilson-Fisher renormalization of discrete gravity-capillary wave turbulence in viscous fluids
Translational Biophysics, Instituto de Investigaci\'on Sanitaria Hospital 12 de Octubre, 28041 Madrid, Spain
本研究通过实验实现了在粘性流体中离散重力-毛细波湍流中的威尔逊-费舍尔重整化，揭示了非线性转移与粘性阻尼之间的平衡关系，并验证了相关标度定律。
2026-01-15 physics.flu-dyn
Energy flux measurement from the dissipated energy in capillary wave turbulence
通过改变流体的粘度，实验研究了耗散对流体表面定常毛细波湍流的影响。我们观察到，频率幂律标度的毛细管光谱偏离其理论值时，耗散增加显着。毛细波耗散的能量也被测量，发现增加非线性的平均功率注入流体内。在这里，我们提出了一个实验估计的能量通量在每一个尺度的毛细管级联。后者被发现是不恒定的，通过规模。对于足够低的粘度的流体，我们发现，毛细管频谱标度与频率和新定义的平均能量通量是在良好的协议与波动湍流理论。Kolmogorov-Zakharov常数的实验估计，并比较其理论值。
2013-09-26 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Space-Time Resolved Capillary Wave Turbulence
我们报道了在空气-水界面处的毛细管波湍流的全空间和时间分辨统计的实验。自由界面的三维形状作为时间的函数通过使用与快速相机相关联的漫射光摄影的光学方法来测量。线性和非线性色散关系提取波振幅的时空功率谱。当达到波动湍流状态时，我们观察到频率和波数的幂律谱，发现其指数与毛细波湍流理论的预测一致。最后，空间能量谱的时间动力学突出了通过空间尺度传递波能量的随机突发的发生。
2013-03-15 physics.flu-dyn
Turbulence of capillary waves revisited
毛细波湍流的动力学机制是经典的三波相互作用，其功率能谱指数为$ν=-7/4$（二维情况）。我们表明，一些必要的假设，这种制度的发生是无法实现的。应该考虑毛细管波的四波相互作用，这导致相应的一维和二维波矢的指数$ν=-13/6$和$ν=-3/2$。因此，对于一般的色散函数的衰减类型，三波动力学制度不需要占上风，高阶共振可能发挥主要作用。接受出版。
2013-03-22 physics.flu-dyn
Experimental quasi-1D capillary-wave turbulence
由于理论上不允许低阶共振波的相互作用，因此通常不对准一维几何中的波动湍流进行实验研究。在这里，我们报告的第一次观察到的单向毛细波湍流的表面上的流体在一个渠道。我们还表明，五波相互作用是存在于小尺度的最低阶共振过程，因此可能是一个产生这样的准一维毛细波湍流。我们表明，波谱是兼容的相应的量纲分析预测。对弱湍流理论的主要假设也进行了实验验证。因此，准一维波动湍流在波动湍流的其他领域也具有重要意义。
2021-10-01 physics.class-ph physics.flu-dyn
Capillary wave turbulence on a spherical fluid surface in low gravity
本文报道了在低重力环境中对流体层表面毛细波湍流的观测。在这样的条件下，流体覆盖球形容器的所有内表面，该球形容器经受随机力。面波振幅在频率上呈现二十倍的幂律谱，对应于从$mm$到几个$cm$的波长。这个频谱被发现与波动湍流理论大致吻合。在没有重力波的情况下进行如此大尺度的观测，在地面实验中是从来没有过的。当强迫是周期性的，二维球形图案观察到的流体表面上，如次谐波条纹或六边形的波长满足毛细波色散关系。
2009-02-09 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Turbulence of capillary waves forced by steep gravity waves
实验研究了在实验室机械产生的随机陡重力波作用下毛细波的动力学和统计特性。毛细波是由非线性波相互作用产生的重力波。使用的自由表面的时空测量，我们统计特征的随机制度的毛细波在空间和时间傅立叶空间。对于一个显着的波陡度（$0.2-0.3$），幂律谱观察在空间和时间，定义的湍流制度的毛细波转移能量从大尺度到小尺度。空间谱的时间涨落分析表明，当毛细波列以类似于寄生毛细波产生机制的方式产生时，毛细幂律谱是由间歇性的强非线性事件在快速时间尺度上向小尺度传递能量的时间平均结果。波谱的频率和波数幂律指数与弱非线性波湍流理论的结果一致。然而，通过尺度的能量通量不是恒定的，与此通量的波浪谱标度是不符合湍流理论。这些结果表明，超越经典波动湍流理论的理论发展是必要的，以描述自然环境中的毛细波的动力学和统计。特别是，在存在大尺度粘性耗散和强非线性的情况下，可以重新考虑非局部和非共振相互作用的作用。
2018-04-17 physics.flu-dyn
Experiments in Surface Gravity-Capillary Wave Turbulence
在过去的十年中，致力于波浪湍流的研究数量显著增加。许多涉及水波，因为海浪的建模在历史上推动了弱湍流理论的发展，该理论致力于弱非线性波相互作用的随机系综的动力学。实验的最新进展表明，这种理论图景过于理想化，无法捕捉到实验观察结果。虽然重力在海洋光谱中占主导地位，但由于波浪盆地的尺寸有限，实验室中观察到的波浪实际上是重力毛细波。这种更丰富的物理诱导许多交错的物理效应远远超出了理论框架，特别是在重力毛细管交叉附近。这些包括耗散、有限系统尺寸效应和有限非线性效应。同时空间和时间解决的技术，现在可用，开辟了更先进的分析这些影响的方式。
2021-07-07 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Turbulence and Capillary Waves on Bubbles
我们提出了深水波的理论和气泡表面扰动之间的联系。理论对应的小波长的线性政权和研究数值在非线性政权解析。为此，我们开发的二阶空间扰动方程的瑞利-Plesset方程和数值求解。我们的代码是公开的。通过对稳定气泡上毛细波的研究，将波动湍流理论应用于气泡，重建了弱湍流理论预测的Kolmogorov-Zakharov谱。在这项研究中，似乎曲率不影响湍流特性。计算的气泡表面定性响应低重力实验。展示的链接打开了新的可能性，研究几个气泡现象，包括声致发光和空化，使用波湍流框架中开发的广泛的工具。
2021-06-06 physics.flu-dyn
Direct numerical simulations of capillary wave turbulence
本文采用直接数值模拟的方法求解了三维两相流的纳维-斯托克斯方程。当界面在大尺度上受到局部强迫时，在几个强迫周期后出现统计定态。较小的波尺度产生的非线性相互作用，和波高谱被发现服从幂律的波数和频率与弱湍流理论。通过估计的平均能量通量从耗散功率，Kolmogorov-Zakharov常数进行评估，发现是兼容的精确理论值。线性、非线性相互作用和耗散时间之间的时间尺度分离。这些数值结果证实了弱湍流方法量化非平衡波统计的有效性。
2014-06-03 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Modulation instability and capillary wave turbulence
在实验室中研究了毛细波湍流的形成。频谱显示多个指数递减的谐波的参数激发波的非线性扩大与强迫的增加。光谱展宽导致光谱连续的发展，其尺度为$\propto f^{-2.8}$，与弱湍流理论（WTT）的预测一致。毛细管波的调制不稳定性被证明是负责从离散到宽带频谱的过渡。这种不稳定性导致谐波的频谱展宽，其相位的随机化，它将波场与壁隔离，最终允许从4波相互作用过渡到3波相互作用作为主导的非线性过程，从而创造了WTT中假设的先决条件。
2010-06-24 nlin.PS physics.flu-dyn
On the kinetic equation in Zakharov's wave turbulence theory for capillary waves
波动方程是描述弱非线性色散介质中波谱动力学的有效动力学方程。这样的动力学模型已经由物理学家在60年代导出，尽管适定性理论仍然开放，由于共振相互作用核的复杂性。本文首次给出了毛细波波动方程的一个全局唯一径向强解。
2017-12-11 math-ph math.AP math.MP
Wave turbulence: the case of capillary waves (a review)
毛细波也许是介绍波湍流时考虑的最简单的例子。自Zakharov和Filonenko（1967）的第一篇论文以来，毛细波湍流一直是许多研究的主题，但仍然缺乏动力学方程的教学推导。本文的目的是在没有重力的情况下，在深水近似下，提出这样的推导。我们使用欧拉方法和泰勒展开周围的平衡海拔的速度势推导的动力学方程。三波相互作用的方向极性的使用导致这个方程的一个紧凑的形式，这是完全兼容与以前的工作。精确的解决方案，推导出所谓的Zakharov变换适用于波数和这些解决方案的性质进行了讨论。还回顾了近几十年来所做的实验和数值计算工作。
2020-01-28 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Observation of thermal equilibrium in capillary wave turbulenc
我们认为毛细管波湍流的尺度大于强迫。在这样的尺度下，我们的测量表明表面波动力学是一个热平衡状态，其中有效温度与注入功率有关。我们的特点是这种演变的标度律和报告的统计特性的大规模的表面高程取决于这个有效的温度。
2017-01-27 nlin.CD physics.flu-dyn
Quasi-Adiabatic Decay of Capillary Turbulence on the Charged Surface of Liquid Hydrogen
本文研究了液氢带电表面上毛细湍流的自由衰减。我们发现，衰减开始于频谱范围的高频端，而大部分能量仍然局限于低频。与非定常波湍流过程的自相似理论的明显差异占在准绝热衰减，其中快速非线性波相互作用重新分配能量的频率尺度在所有频率的有限阻尼的存在下。基于这一思想的数值计算与实验数据吻合较好。
2009-01-31 cond-mat.other physics.flu-dyn
Capillary driven fragmentation of large gas bubbles in turbulence
当量化大气和海洋之间的质量交换时，破碎波下方的气泡尺寸分布是最重要的。界面处的质量通量是由气泡驱动的，这些气泡与Hinze尺度$d_h$相比是小的，Hinze尺度是临界尺寸，低于该临界尺寸的气泡是稳定的，即使单个气泡的体积可以忽略不计。结合实验和数值方法，我们报告了一个幂律缩放3/2的直径小气泡尺寸分布，足够大的分离尺度之间的注射尺寸和Hinze规模。从单个气泡破裂事件的分析中，我们发现，产生小气泡的破裂是由毛细效应驱动的，并且它们的破裂时间与直径成3/2的比例，这在物理上解释了观察到的子Hinze缩放。
2021-12-13 physics.flu-dyn
Wave turbulence in a two-layer fluid: coupling between free surface and interface waves
实验研究了具有自由上表面的两种密度相近的不混溶流体界面上的重力-毛细波湍流。我们局部测量波的高度在两种流体之间的界面上的高灵敏度的激光多普勒测振仪。我们发现，当上部流体深度增加时，毛细管波湍流制度的惯性范围显着扩展：重力和毛细管波湍流制度之间的交叉频率被发现减少，而频谱的耗散截止频率被发现增加。我们解释这些意见之间的渐进解耦波传播的接口和在自由表面，使用完整的色散关系的重力毛细波在两层流体的有限深度。截止演化是由于寄生毛细血管的消失，负责一个单一的流体的主波耗散。
2017-01-27 nlin.CD physics.ao-ph physics.class-ph
Confinement effects on gravity-capillary wave turbulence
大量的弱非线性波的统计特性可以在弱湍流理论的框架下描述。该理论是基于一个渐近大系统的假设。在实验中，系统具有有限的尺寸，并且理论的预测可能不适用，因为存在离散模式而不是连续的自由波。我们的研究集中在水的表面在尺度接近重力毛细交叉（1~cm）的波的情况下。波湍流具有特殊的性质，在这个制度，因为一维共振相互作用可以发生，如所示的Aubourg \& Mordant。在这里，我们调查的限制上的波动湍流的属性的影响，通过逐渐减少我们的波槽沿其轴的一个方向的大小，在其他方向的大小不变。我们使用时空分辨轮廓术来重建变形的水面。我们观察到一个原始的制度共存的弱波湍流沿长度的船只和离散湍流的限制方向。
2018-09-06 physics.flu-dyn
Simulation of the Wave Turbulence of a Liquid Surface Using the Dynamic Conformal Transformation Method
本文首次将动态共形变换方法推广至平面对称各向异性几何，数值模拟强非线性毛细波湍流，发现系统可进入准稳态混沌态，其谱指数与经典扎哈罗夫-菲洛年科谱不同，但符合五波共振主导的估计。
2024-03-19 physics.flu-dyn
Plane-Symmetric Capillary Turbulence: Five-Wave Interactions
本文通过完全非线性模拟研究了平面对称毛细湍流，发现在低阶共振缺失的退化几何下，系统通过五波共振相互作用实现能量级联，结果与弱湍流理论及实验吻合。
2025-04-07 physics.flu-dyn
Finite-system size effects in gravity-capillary wave turbulence
Université Paris Cité, CNRS, MSC Laboratory, UMR 7057（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，MSC实验室）
研究通过实验探讨有限系统尺寸对重力-毛细波湍流的影响，发现通过调节波陡峭度或限制条件可改变波谱特性，并观察到从离散到连续波湍流的平滑过渡。
2026-01-14 nlin.CD physics.ao-ph physics.class-ph
Numerical Study of Free-Surface Electrohydrodynamic Wave Turbulence
对具有自由表面的介质液体在外加水平电场作用下的三维混沌运动进行了直接数值模拟。数值模型考虑了表面张力，粘度和外部各向同性随机强迫作用在大尺度的影响。数值模拟首次观察到了随着外加电场强度的增大，色散毛细波湍流向准各向同性非色散EHD表面湍流的转变。在发展的EHD波湍流的状态下，发现总电能远大于毛细波的能量，即，电流体动力效应起主导作用。同时，检测到各向异性效应，导致产生垂直于外场方向行进的毛细波包。尽管显示的各向异性，EHD波湍流的计算谱是在很好的协议与弱湍流谱的量纲分析的基础上获得的分析谱。
2023-03-13 physics.flu-dyn
Laboratory Experiments on Wave Turbulence
这篇评论文章致力于介绍波浪湍流的最新进展。我首先介绍了这一研究领域的背景和最新的实验和理论。然后，我将重点放在流体表面的波动湍流的情况下，我讨论了我们小组获得的主要结果：重力和毛细波湍流状态的特征化，波湍流中的不稳定性的首次观察，流体中注入功率的强烈波动的发生，在低重力环境中观察到的纯毛细波湍流和在铁磁流体表面观察到的磁波湍流。最后讨论了波浪湍流中的一些问题。
2010-01-05 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Beyond capillarity: extended interfacial energy transfer in bubble-laden turbulence
Roma Tre University（罗马第三大学）
本文通过谱分析发现，含气泡湍流中短程近接触相互作用使毛细功率产生有限负残差，并由短程排斥力功补偿，从而揭示了超越纯毛细作用的扩展界面能量传递路径。
2026-09-15 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Gravity wave turbulence revealed by horizontal vibrations of the container
我们实验研究了强迫对重力-毛细波湍流的作用。以前的实验室实验，使用空间本地化的强迫（振动叶片）表明，重力波谱的频率幂律指数取决于强迫参数。通过水平振动整个容器，我们观察到的频谱指数，不依赖于重力和毛细管制度的强迫参数。这种空间扩展的强迫导致重力谱指数更好地符合理论，而不是通过使用一个空间本地化的强迫。还研究了血管形状的作用。最后，波浪谱被发现与注入功率的线性比例为两个政权无论强迫使用的类型。
2012-12-20 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Observation of depth-induced properties in wave turbulence on the surface of a fluid
我们报告的重力毛细表面波由于有限深度效应的波动湍流特性的变化的观察。当流体深度减小时，在毛细管区的波谱上观察到一个驼峰，其尺度取决于深度。讨论了这个驼峰的可能来源。在重力状态下，波浪谱仍然表现出幂律，但具有强烈依赖于深度的指数。还报道了平均注入功率的重力谱的缩放的变化。最后，被发现是独立的流体深度和被很好地描述了一个Tayfun分布的波振幅的概率密度函数由其均方根值重新缩放。
2011-06-16 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Effect of non-zero constant vorticity on the nonlinear resonances of capillary water waves
研究了下垫面流对毛细水波三波相互作用的影响。在无旋流中，共振3波相互作用是不可能的，这一事实可以通过存在一个恒定的非零涡量的基本流而无效。我们证明：1）只有在二维流动中才可能出现具有常非零涡量的波列; 2）只有正的常涡量才能触发三波共振的出现; 3）触发共振的正的常涡量的数目是可数的; 4）触发共振的正的常涡量的大小不能太小。
2009-03-27 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Wave turbulence on the surface of a fluid in a high-gravity environment
本文报道了在高重力环境中对流体表面重力-毛细波湍流的观测。通过使用大直径离心机，有效重力加速度被调整到地球重力的20倍。重力和毛细管制度之间的过渡频率，从而增加了十年的理论预测。在每个政权的频率幂律波谱观察，并被发现是独立的重力水平和波的陡度。虽然弱湍流所需的时间尺度分离实验验证，无论重力水平，非线性和耗散时间尺度被发现是独立的规模，作为系统（大规模容器模式）的有限尺寸效应的结果，目前没有考虑到理论。
2019-11-08 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Numerical simulation of the wave turbulence on the surface of a ferrofluid in a horizontal magnetic field
在一维弱非线性模型的框架下，研究了水平磁场中高磁导率磁流体表面毛细波的湍流。在强磁场的限制下，所研究的表面波可以沿着或逆着外场的方向无畸变地传播，即，类似于理想导电流体中的阿尔文波。反向传播的非线性波的相互作用导致液体表面上的波湍流的发展。计算结果表明，湍流谱分为两部分：低频无弥散区和高频弥散区，低频无弥散区主要受磁力的影响，高频弥散区毛细力的影响显著。在第一个区域，地面高程谱在$k$和$ω$域具有相同的指数，其值接近于$-3.5$，这与弱湍流谱的量纲分析结果吻合较好。在高频处，计算的表面波的空间谱接近于$k^{-5/2}$，其在频率上对应于$ω^{-5/3}$。该谱与纯毛细波的Zakharov-Filonenko谱不一致。对这一事实的一个可能的解释是相干结构（如冲击波）的影响，通常出现在弱色散的介质中。
2020-02-20 physics.flu-dyn
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
Fluctuations of energy flux in wave turbulence
我们报告说，在一个统计上稳定的政权驱动重力和毛细波湍流的功率显示波动比其平均值强得多。我们发现，它的概率密度函数（PDF）有一个最可能的值接近零，并涉及两个不对称的大致指数的尾巴。我们理解的定性特征的PDF使用一个简单的朗之万型模型。
2008-01-06 physics.flu-dyn
Droplets Acoustics
与它们的毛细共振（Rayleigh，1879）和它们的光学共振（Ashkin，1977）相反，液滴的声学共振很少被考虑。在这里，我们实验激发，第一次，依赖于声音，而不是毛细管波的液滴的声共振。液滴以37 MHz速率和100个品质因数进行振动，并以68微瓦的光学阈值进行光学激发和询问。我们的振动跨越一个光谱带，是1000倍高，与以前研究的毛细振动相比。
2015-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.gen-ph
Three-dimensional gravity-capillary standing waves: computation, resonance and instability
Imperial College London（帝国理工学院）
本文通过数值方法研究三维重力-毛细驻波的计算、共振与不稳定性，揭示了其周期性和不稳定性机制。
2025-12-27 physics.flu-dyn
Experimental study of three-wave interactions among capillary-gravity surface waves
在传播波系统中，三波或四波共振相互作用构成了在不同尺度之间交换能量的经典非线性机制。在这里，我们调查三波相互作用的重力毛细表面波在一个封闭的实验室水槽。我们产生两个交叉波列，我们研究他们的相互作用。使用两种光学方法，一个本地的（激光多普勒测振仪）和一个时空的（漫射光摄影），第三波的振幅较小的检测，验证三波共振条件的频率和波数。此外，通过专注于固定制度，并考虑到粘性耗散，我们直接估计的增长率的谐振模式。后者是比较弱非线性三元共振相互作用理论的预测。所得到的结果定性地证实和扩展以前的实验结果只获得共线波列。最后，我们讨论了三波相互作用机制在最近的实验研究重力毛细管湍流的相关性。
2016-03-08 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Weakly nonlinear interaction of capillary waves in a finite system: leading interaction process and scales' range of direct energy cascade
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics, RAS（列夫·朗道理论物理研究所，俄罗斯科学院）
通过数值和解析方法研究毛细波的弱非线性相互作用，发现共振过程（两波合并及环上波合并）是主导过程，并推导了Zakharov-Filonenko谱在有限系统中的有限尺度范围。
2026-05-21 physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the origin of intermittency in wave turbulence
使用标准的信号处理工具，我们的实验报告，波动湍流的流体表面上发生的不稳定性，即使当两个典型的大规模相干结构（重力波破碎和突发的毛细波陡峭的重力波）不考虑在内。我们还表明，不稳定性取决于注入到波的功率。引力波谱的幂律指数对强迫振幅的依赖性也不能归因于这些相干结构。统计这两个事件进行了研究。
2010-05-04 nlin.CD physics.class-ph physics.data-an
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
Forced three-wave interactions of capillary-gravity surface waves
三波共振相互作用构成耦合毛细表面波的基本非线性机制。在之前的工作中，Haudin等人[Phys. Rev E 93，043110（2016）]，我们已经通过实验表征了这种子波机制的产生，其振幅由于粘性耗散而饱和。在这里，我们通过实验证明子波的产生验证了共振条件，但不是色散关系。通过模拟最低非线性阶的自由表面的响应，我们解释了这种观察作为一个强迫相互作用。{The自由表面的线性传递函数的带宽确实由于显著的粘性耗散而增加。这样就有可能观测到不遵循线性色散关系的自由表面激励。这种强迫三波相互作用机制可能会对实验或自然系统中具有不可忽略耗散的波湍流产生重要影响。
2019-07-09 physics.flu-dyn
Wave turbulence on the surface of a ferrofluid submitted to a magnetic field
本文报道了在静态法向磁场作用下，磁流体表面波动的观测结果。我们表明，磁表面波只出现在临界场以上。它们的振幅的功率谱显示频率幂律导致磁波湍流制度，这是实验表明，涉及4波相互作用过程的观察。在相空间参数中发现了重力、磁场和毛细波湍流的存在，并给出了这三种湍流共存的三相点。大多数这些功能的理解使用量纲分析或铁流体力学表面波的色散关系。
2008-11-12 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Observation of intermittency in wave turbulence
本文报道了在水银表面重力-毛细波湍流中观测到的不稳定性。我们测量在一个给定的位置表面波振幅的时间波动。我们发现，形状的概率密度函数的局部斜率增量的表面波强烈的变化跨越时间尺度。相关的结构函数和平坦度被发现是幂律的时间尺度上超过十年。这些幂律的指数随着结构函数的阶数非线性地增加。所有这些观测结果都表明了波湍流中局部斜率增量的间歇性。我们讨论了这种不稳定性的可能起源。
2007-03-07 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
Transition from Weak Wave Turbulence to Soliton-Gas
我们报告了一个实验调查的影响有限深度的统计特性的波动湍流在水面上的重力毛细范围。我们分别通过改变水深和强迫来调节波的色散和非线性程度。我们使用时空分辨轮廓术来重建变形的水面。当减小水深时，我们观察到在最弱强迫下的弱湍流和在较强强迫下的孤波状态之间的剧烈转变。我们通过研究它们的傅里叶光谱来表征这两种状态之间的转变。我们还研究了弱湍流区的能量传递效率。我们报告的角度传输的效率损失的波的色散减少，直到系统分叉到孤子制度。
2017-09-14 physics.flu-dyn
Gravity-capillary waves on the free surface of a liquid dielectric in a tangential electric field
数值模拟了切向电场作用下非线性重力-毛细波在深部高介电常数非导电液体自由表面上的传播和相互作用过程。该计算方法是基于时间相关的保角变换的区域所占据的流体成半平面。在强电场的极限下，当重力和毛细力小到可以忽略不计时，存在描述非线性表面波沿（或逆）电场方向传播的电流体动力学方程的精确解析解。在考虑重力和毛细作用的情况下，数值模拟的结果确实表明，对于大的外场，沿给定方向传播的波往往保持其形状。在强电场的限制下，反向传播波的相互作用导致区域的形成，在该区域中，静电压力和动压力经历不连续性，并且表面的曲率无限地增加。表面扰动的傅立叶谱趋于幂律分布（k^-2）。在有限电场的情况下，波的相互作用导致大量级联的小尺度毛细波的辐射，导致系统的混沌行为。反向行波之间的相互作用机制可以增强流体表面毛细湍流的发展。
2018-01-12 physics.flu-dyn
Wave turbulence of a liquid surface in an external tangential electric field
本文对切向电场中考虑粘性力的液体介质表面平面毛细波相互作用进行了直接数值模拟。结果表明，反向传播的非线性波相互作用可以产生直接的能量级联。在准稳态能量耗散状态下，边界倾角的概率密度函数趋于高斯分布，边界形状变得复杂和混乱。在这个政权的表面扰动的频谱描述的幂律$k^{-5/2}$。能谱的形式为$k^{-3/2}$，它与Iroshnikov-Kraichnan能谱一致，表明所观察到的液体表面的波湍流和相互作用的Alfvén波的弱磁流体动力学湍流具有相关的性质。
2019-04-17 physics.flu-dyn
Observation of nonlinear dispersion relation and spatial statistics of wave turbulence on the surface of a fluid
本文报道了流体表面重力-毛细波湍流的实验研究。使用光学方法在时间和空间上同时测量波的振幅。完整的时空功率谱表明，波能量在波矢频率空间中的几个分支上是局域化的。分支的数量取决于波内注入的功率。测量的非线性色散关系被发现是很好地描述了一个法律，这表明参与波湍流的能量传递机制不仅限于纯粹的共振之间的相互作用非线性波。的幂律缩放的空间谱和概率分布的波振幅在一个给定的波数也进行了测量和比较的理论预测。
2010-09-06 cond-mat.other nlin.CD physics.class-ph
The spatio-temporal spectrum of turbulent flows
在湍流研究中，识别和提取无组织流动中的涡结构和波是一个主要的挑战。本文研究了不同回复力作用下湍流的时空行为。我们展示了如何计算和分析的时空谱数据来自数值模拟和实验室实验。四种情况下被认为是：均匀和各向同性湍流，旋转湍流，分层湍流，水波湍流。对于均匀和各向同性湍流，频谱允许识别大尺度流的扫掠。对于旋转和分层湍流，频谱允许识别波，精确量化波和湍流涡流中的能量，并识别关键层中的多普勒频移和波吸收等物理机制。最后，在水波湍流的频谱显示从重力毛细波的束缚波的强迫的振幅增加的过渡。
2015-11-06 physics.flu-dyn
Clustering and surface distributions of buoyant particles in open-channel flows
The University of New South Wales（新南威尔士大学）；Auckland University of Technology（奥克兰理工大学）
本研究通过实验和理论分析，揭示了开放渠道流中浮体颗粒的聚类行为和表面分布受毛细力、水动力阻力及二次环流的共同影响。
2026-01-28 physics.flu-dyn
On the convergence of the normal form transformation in discrete Rossby and drift wave turbulence
我们数值研究的Charney-Hasagawa-Mima（CHM）方程的情况下，正常形式变换的收敛区域，以调查是否可以在正常坐标中描述某些有限振幅效应。我们这样做是通过采取一个伽辽金截断的四个傅立叶模式，使两个三元组的一部分：一个共振和一个非共振，连接在一起的两个共同的模式。我们直接从简化模型的运动方程计算规范形变换，连续地应用该算法来计算直到$7^\textrm{th}$阶的变换以消除所有非共振项，并保持直到$8$波共振。我们发现，正常形式变换发散的振幅与称为$precession$ $resonance$（Bustamante $et$ $al.$ 2014）的有限振幅现象发生的振幅非常接近，其特征在于强能量转移。这意味着，进动共振机制不能用通常的方法解释正常形式的波动湍流理论，所以需要一个更一般的理论的中间非线性。
2019-04-30 nlin.CD physics.flu-dyn
Wave turbulence: A solvable problem applied to Navier-Stokes
本文介绍波湍流理论，通过多时间尺度方法以波幅为小参数推导动力学方程，从而避开涡湍流的闭合问题，并在毛细波和惯性波中分别得到各向同性与各向异性湍流的精确结果。
2024-02-22 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Stochastic resonance of rotating particles in turbulence
研究通过磁性颗粒在湍流中的随机共振现象，揭示了湍流中涡量测量的新方法，展示了磁场与湍流相互作用的复杂机制。
2025-09-15 nlin.CD physics.comp-ph physics.flu-dyn
The Structure of Energy Fluxes in Wave Turbulence
我们计算的净能量每单位时间交换两套模式在一个通用的系统由三波动力学方程。我们的计算是基于三元共振相互作用的详细能量守恒性质。在各向同性系统的第一个应用程序中，我们重新推导的标准公式的能量通量作为一个特殊的情况下，相邻集。然后，我们利用新的形式主义，以表面毛细波的例子中的能量转移的局部性的水平进行量化。各向异性波系统的第二个应用程序扩展了目前可用的一套工具，以调查这些系统中的能量通量的大小和方向。我们说明了使用的形式主义，通过表征海洋内部波场的能量路径。与传统方法不同，我们提出的方法不限于平稳性，尺度不变性和严格局部性。此外，我们定义了一个数字$w$，量化的尺度分离所需的两套模式被大力断开，在解释波湍流实验的潜在后果。本文提出的方法提供了一个通用的，简单的和系统的方法来研究波浪湍流中的能量通量。
2022-09-17 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Near-field probe of thermal capillary fluctuations of a hemispherical bubble
我们报告测量的谐振热毛细振荡的半球形液-气界面使用半气泡沉积在固体基底上。使用原子力显微镜悬臂梁研究半球形界面的热运动，该悬臂梁探测该界面的振动幅度与频率的关系。这种纳米尺度的气泡表面的热振荡的光谱呈现出几个共振峰，并揭示了半球形气泡的接触线被钉扎在基板上。这些峰的分析允许测量气泡界面的表面粘度。微量的杂质会改变纯水表面的流变性。
2020-09-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact of dissipation on the energy spectrum of experimental turbulence of gravity surface waves
本文讨论了耗散对重力表面波波动能谱发展的影响，着重讨论了表面污染的影响。我们进行了实验，在科里奥利设施，这是一个13米直径的波槽。考虑到水面超过100 m $^2$，我们尽可能地注意清洁表面污染。我们观察到，对于最干净的条件下的频率能谱显示出幂律衰减延伸到重力毛细管交叉（14 Hz）的谱指数，这是增加与强迫强度和衰减与表面污染。虽然略高于以前在文献中报道的，最干净的水的指数仍然显着低于弱湍流理论的预测。通过讨论长度和时间尺度，我们表明，弱湍流不能预期在3赫兹以上的频率。我们用立体重建技术观察到，能谱在3~Hz以上随强迫强度的增加主要是由于束缚波的形成和加强。
2018-03-20 physics.flu-dyn
Wave turbulence revisited: Where does the energy flow?
非线性相互作用的波浪系统中的湍流称为波浪湍流。自Kolmogorov的开创性工作以来，人们已经知道湍流动力学是由通过波长尺度的定向能量通量控制的。我们证明了波湍流中的能量级联可以是双向的，也就是说，可以同时流向大和小的波长尺度从它被注入的泵浦尺度。这一观察结果与现有的实验和波浪湍流理论形成鲜明对比，其中能量通量仅沿一个方向流动。我们证明了双向能量级联改变了系统中的能量收支，并导致形成类似于海洋流氓波的大尺度、大振幅波。为了研究表面波湍流，我们利用了温度为1.7K的超流氦He-II的自由、弱电荷表面上的毛细波。虽然He-II表现出非经典的热力学效应和量子化涡度，但其表面上的波与具有极低粘度的经典牛顿流体上的波相同。通过振荡电场直接驱动带电表面的可能性和He-II的低粘度使我们能够隔离表面动力学，并在比经典流体实验更宽的频率范围内研究非线性表面波。
2014-04-03 math-ph math.MP nlin.CD
