A critical note on one-eighth law in 2D turbulence
我们批判性地回顾了各种试图证明八分之一定律在二维湍流和调和。本文证明了二维非受迫不可压高雷诺数湍流的1 - 8定律。对于涡度拟能级联占优区，本文还导出了两点二阶速度关联函数对时间导数的精确表达式。
2008-06-18 physics.flu-dyn
Acoustic turbulence: from the Zakharov-Sagdeev spectra to the Kadomtsev-Petviashvili spectrum
本文综述了三维声学湍流研究，通过直接数值模拟证实了弱非线性下的Zakharov-Sagdeev谱（k^{-3/2}）与强非线性下的Kadomtsev-Petviashvili谱（k^{-2}），揭示了色散与非线性效应在湍流转变中的关键作用。
2025-04-25 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
The Impact of Turbulence on Hydroacoustic Waves
Ningbo University（宁波大学）；Zhejiang Provincial Engineering Research Center for the Safety of Pressure Vessel and Pipeline, Ningbo University（宁波大学压力容器与管道安全浙江省工程研究中心）；Key Laboratory of Impact and Safety Engineering (Ningbo University), Ministry of Education（教育部冲击与安全工程重点实验室（宁波大学））；Ningbo Jiangbei District People's Government（宁波市江北区人民政府）
本文实验研究湍流对水声波的振幅和相位影响，发现湍流同时改变两者，且放大因子和相移随频率周期性变化，层流涡旋和非定常流不影响声波。
2026-06-16 physics.flu-dyn
Three-Dimensional Acoustic Turbulence: Weak Versus Strong
本文通过直接数值模拟研究了三维声学湍流的弱与强regime，发现在弱湍流中存在Zakharov-Sagdeev谱及窄锥形射流，而在强非线性下则转变为具有Kadomtsev-Petviashvili谱的随机激波系综。
2024-07-11 nlin.CD physics.flu-dyn physics.geo-ph
Energy spectrum of two-dimensional acoustic turbulence
本文给出了二维声波湍流能谱$E(k)=C_1 \sqrt{\varepsilon\, a c_{\rm s} }/k$的波动方程的一个精确的、唯一的常通量幂律解析解，该方程具有几乎线性的色散律$ω_k = c_{\rm s} k[1+(ak)^2]$，$ ak \ll 1$ .这里$\varepsilon$是尺度上的能流，$C_1$是通过解析找到的普适常数。例如，我们的理论描述了二维玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的声学湍流。半个多世纪以前，人们就已经发现了相应的三维湍流声谱，但由于二维湍流声谱的奇异性，至今还没有得到相应的解。我们证明了谱$E(k)$在强凝聚存在下强迫耗散Gross-Pitaevskii方程的直接数值模拟中是可实现的。
2022-04-08 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
A short note on turbulence characteristics in wind-turbine wakes
本研究针对文献中误用Crespo-Hernandez风力机附加湍流公式的问题，对比原始与错误公式在高斯尾流模型中的表现，发现错误公式会导致尾流湍流强度和功率预测出现不可忽视的偏差，且低环境湍流下偏差更大。
2023-07-06 physics.flu-dyn
Effects of appendages on the turbulence and flow noise of a submarine model using high-order scheme
本研究通过高保真数值模拟，发现附体显著增强SUBOF潜艇模型的湍流扰动和远场噪声（声压级增加约20 dB），并揭示其机理，为水下航行器降噪优化提供基础。
2025-03-25 physics.flu-dyn
Turbulent dissipative coupling in nanoscale multimode superfluid acoustics
本研究利用纳米超流声学谐振器中的多模第四声泵浦-探测方法，观察局域量子化涡旋团簇引发的二维湍流，实现了声学模式间可控的非对称耗散耦合，并推导了柔性壁超流声学共振频率的解析估算方法。
2024-12-19 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Decay of acoustic turbulence in two dimensions and implications for cosmological gravitational waves
与产生大量基本粒子有关的相变产生的引力波，在未来的空间探测器（如LISA）的范围内。所得到的功率谱的一个关键决定因素，以前没有研究过，是随后的声湍流的寿命。我们用二维相对论性流体的数值模拟来研究衰减声湍流。工作在极限的非相对论体速度，与超相对论状态方程，我们发现，能谱的演变走向自相似的破幂律，高波数行为的$k^{-2.08 \pm 0.08}$，切断在非常高的$k$的冲击波的宽度的倒数。利用高$k$幂律的普适性以及动能和积分长度尺度的演化规律，我们的声湍流衰减模型可以扩展到三维。它是用来建立一个估计的引力波功率谱所产生的冲击波的集合，可能会发现在一个强大的一阶相变在早期宇宙的后果。功率谱具有由声波的初始长度尺度设置的峰值波数，以及由哈勃时间之后的积分尺度设置的较低波数处的新的次级尺度。在这些尺度之间，出现了一个独特的新幂律。我们的结果允许更准确的预测引力波功率谱的早期宇宙相变的情况下，范围很广。
2022-10-17 gr-qc hep-ph physics.flu-dyn
Transition from wave turbulence to acousticlike shock-wave regime
我们报告的实验观察到的一个过渡，从色散波湍流制度的非色散制度，涉及冲击波的表面上的流体。我们使用磁流体在一个受到外部水平磁场的管道，以调整系统的色散。对于一个低的磁场，重力毛细波湍流观察，而对于一个足够高的字段，随机陡峭的相干结构出现，这被发现是冲击波。这些冲击波在表面高度的二阶差中产生奇点，导致$ω^{-4}$频率功率谱。该谱也被发现是由冲击的数量和振幅控制的，并且被基于随机狄拉克- $δ$分布（类库兹涅佐夫谱）的模型很好地捕获。最后，冲击振幅统计表现出幂律分布的指数接近的一维随机强迫Burgers方程的预测。在这里发现的表面波的这种冲击波状态，为更好地探索它们的性质铺平了道路。
2023-01-25 nlin.PS physics.flu-dyn
A Note on the Regularity of Inviscid Shell Model of Turbulence
本文继续对\cite{CLT05}提出的能量湍流叶栅的Sabra壳模型进行了分析研究。我们证明了无粘sabra壳模型弱解的整体存在性，并证明了这些解在某个短时间内是唯一的。此外，我们还证明了当解的分量满足$|{u_n}| \le C k_n^{-1/3} (\sqrt{n} \log(n+1))^{-1}$时，对于某个正的绝对常数$C$，解是能量守恒的，这是对Euler方程的Onsager猜想的类比.此外，我们还给出了无粘sabra壳模型解爆破的Beal-Kato-Majda型判据，并证明了解在"二维“参数区域的整体正则性。
2006-07-07 physics.flu-dyn
Notes on glottal flow and acoustic inertial effects
本文是作者在开发用于元音发声的低阶模型“DICO”[2，8，10，11]和用于处理高速声门视频数据的更基本的声门流模型[9]期间编写的一些笔记的汇编。以下主题包括：（一）不可压缩，层流，无损流动模型的理想化矩形和楔形声带几何形状。使用非定常伯努利定理以封闭形式计算每个模型的运动方程和压力分布;（ii）不可压缩性和能量损失的假设（即，不可恢复的压降）的气流在气道（包括声门）进行了讨论，使用定常可压缩伯努利定理为主要工具;（iii）惯性的均匀波导的研究方面的低频限制的（声）阻抗传递函数。据观察，在边界条件的感应负载总结与波导惯性在一个预期的方式;（iv）它示出，一个声波波导，由韦伯斯特的无损方程与Dirichlet边界条件在远端建模，将产生预期的质量惯性的流体柱作为低频限制的阻抗传递函数。
2019-11-11 physics.flu-dyn
Damping of acoustic waves in straight ducts and turbulent flow conditions
本文通过在光滑直管道中进行的实验研究，研究了平面声波在湍流充分发展流动中的传播。相干扰动的存在，如在湍流受限流动中的声波，会产生壁面剪应力的振荡。在这种情况下，剪切波被激发并叠加在声波上。湍流剪切应力受剪切波调制，壁面剪切应力受湍流的强烈影响。从实验的观点来看，它导致了一个与频率相关的声学子层厚度和湍流平均流的粘性子层厚度之间的比率严格相关的测量阻尼，后者取决于马赫数。通过减少湍流，粘性子层厚度增加，并且波的传播主要由对流效应控制。在目前的工作中，阻尼和壁阻抗已被提取从测得的复波数，这是最重要的参数，用于表征波的传播。一个实验的方法，被称为迭代平面波分解，已被用来获得的结果。研究是在低马赫数、低亥姆霍兹数和低剪切波数的湍流条件下进行的。其目的是克服某些缺乏实验结果的作者发现的最新模型的平面波传播的湍流，如Knutsson等人。（The effect of turbulence damping on acoustic wave propagation in tubes，Journal of Sound and Vibration，Vol.329，No.22，2010），和Weng et al.（The attenuation of sound by turbulence in internal flow，The Journal of the Acoustical Society of…
2018-12-22 physics.app-ph physics.flu-dyn
Weak magnetohydrodynamic turbulence of magnetized plasma
研究了热压力小于磁场压力时强磁化等离子体中磁流体力学（MHD）波的弱湍流。在这种情况下，主要的非线性机制是快磁声波和Alfvenic波对慢磁声波的共振散射。结果，前一种波相对于后一种波充当高频波，使得HF波的总数-绝热不变量-另外保持不变。在弱湍流制度，这个不变量示出产生的Kolmogorov型频谱的HF波向大尺度区域的恒定通量。在短波区，另一个柯尔莫哥洛夫谱可以实现一个恒定的能量通量。这两种类型的湍流谱的显式的角度依赖性被发现的传播角接近的平均磁场的方向。
2001-09-25 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Primordial acoustic turbulence: three-dimensional simulations and gravitational wave predictions
本研究通过三维模拟衰减的原初声学湍流，利用自相似衰减特性预测能谱普适形状，结合声壳模型计算引力波功率谱，发现衰减导致谱振幅和峰值幂律收敛，产生比稳态 $k^9$ 更平缓的幂律。
2024-11-13 gr-qc hep-ph physics.flu-dyn
A note on acoustic black holes in neo-Newtonian theory
牛顿流体动力学允许声学度量的建设，从黑洞配置可以研究。然而，相对论压力效应在牛顿理论中被忽略了。我们研究声学黑洞的框架内的新牛顿流体动力学，这是为了考虑相对论惯性效应的压力$p$。在这个新的流体动力学的背景下，我们如何$p$可以影响形成的声学视野。
2013-10-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Infrasound generation by tornadic supercell storms
本文研究了层结潮湿大气中由湍流产生的声波。结果表明，在饱和湿空气湍流中，除了与层结和温度起伏有关的Lighthill四极声源和偶极子声源外，还存在与水汽凝结过程中的热量和质量产生有关的声源。我们确定了这些声源的声功率。分析表明，强对流风暴的典型参数中，强对流辐射占主导地位。所得结果与观测到的强对流风暴次声辐射的总声功率和特征频率等主要特征定性一致。
2008-11-27 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A note on the consistency of Hybrid Eulerian/Lagrangian approach to multiphase flows
本文的目的是介绍和讨论的不一致性误差时，可能会出现欧拉和拉格朗日模型耦合的湍流多分散两相流的模拟。在这些混合模型中，实际上同时隐含地使用了两个湍流模型，尽管它们的公式明显不同，但检查它们是否一致是必要的。这个问题出现在特别是在非常小的颗粒，或示踪剂限制颗粒的情况下，它表明，耦合不一致的湍流模型（欧拉和拉格朗日）可能会导致非物理的结果，特别是二阶流体速度矩。这个问题说明了一些计算的流体颗粒在湍流槽道流使用几种耦合策略。
2009-12-10 physics.flu-dyn
A theory of hydrodynamic turbulence based on non-equilibrium statistical mechanics
在早期的论文中，我们研究了湍流指数$ζ_p$，其中$\langle|Δ{\bf v}|^p\rangle\sim\ell^{ζ_p}$是小尺度下对流体速度的贡献$\ell$。利用非平衡统计力学的思想，我们发现了$$ ζ_p={p\over3}-{1\over\lnκ}\lnΓ({p\over3}+1) $$，其中$1/lnκ$是实验$\approx 0.32\pm 0.01$。本说明的目的是对$ζ_p$的公式提出一种更加物理的推导。我们还提出了一个估计$\approx 100$的雷诺数在湍流开始。
2017-07-09 physics.flu-dyn
Energy Transfer and Spectra in Simulations of Two-dimensional Compressible Turbulence
我们提出了高分辨率数值模拟结果的可压缩二维湍流被迫在中间空间尺度与螺线管白色的时间外部加速度。详细研究了具有等温状态方程、低能注入率和湍流马赫数$M\approx0.34$且无能量凝聚的情况。能谱和通量的分析表明，从不可压缩的情况下熟悉的经典的双级联图片是实质上修改的压缩性效应。虽然小尺度直接涡度拟能级联基本上保持完整，但大尺度能量通量环与直接声能级联一起形成，以补偿螺线管动能的逆传递。在小尺度下，直接涡度拟能和声学能量级联在小的马赫数下完全解耦，因此相应的谱能量斜率符合理论预测。在大尺度下，声波在涡旋上的色散使湍流速度谱软化，而与相干涡旋相关的势能的伪声分量使势能谱变陡。
2018-02-22 astro-ph.GA nlin.AO physics.comp-ph
Non-monotonic emergence of order from chaos in turbulent thermo-acoustic fluid systems
本研究针对湍流热声流体系统，利用复杂网络编码振幅跳跃并通过网络熵分析，揭示系统从混沌经间歇性到有序时涨落不确定性先增后减的非单调有序涌现现象，阐明湍流与非线性相互作用的竞争机制。
2025-02-18 physics.flu-dyn
A Note on the Nonlinear Attenuation of an Ultrasound Contrast Agent Calculated by Rayleigh-Plesset Equation
包含超声造影剂（UCA，涂覆的微泡）的悬浮液中的小振幅声波的衰减由介质中的UCA的线性振荡确定，其可以经由线性衰减理论来估计。近年来，在实验上观察到了几种在极低声压强度下能量衰减的非线性现象，引起了人们对线性衰减理论有效性的关注。对这种非线性现象的解释仍然缺乏。特别是，压力依赖性衰减现象的解释仍在争论中。本文通过非线性Rayleigh-Plesset方程研究了单个UCA的能量耗散，并利用一个公式估算了由于UCA的非线性振荡引起的衰减系数。仿真结果表明，在低激励压力下，UCA的线性振荡并不总是保证能量衰减的线性。虽然UCA的非线性振荡有助于非线性衰减现象的发生，但它不是唯一的触发器。
2019-08-23 physics.flu-dyn
A note on the propagation of quantized vortex rings through a quantum turbulence tangle: Energy transport or energy dissipation?
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）
该研究通过几何论证与高分辨率数值模拟，探究量子湍流中小于涡旋间距尺度的量子涡环动力学，明确不同密度缠结下环发射对能量耗散的贡献，指出Kelvin波级联是高涡线密度下能量耗散的最合理解释。
2015-03-07 cond-mat.other physics.flu-dyn
A note on the error analysis of data-driven closure models for large eddy simulations of turbulence
Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；School of Information Sciences and Technology（信息科学与技术学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究推导了湍流大涡模拟中数据驱动闭合模型的预测误差上界，揭示误差随时间步长和Jacobian呈指数传播，为开发新正则化技术以提升ML模型鲁棒性提供了理论依据。
2024-05-29 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
On a lower-order framework for jet noise prediction based on one-dimensional turbulence
噪声预测需要分辨湍流所有尺度上的相关声源。高分辨率的直接数值模拟和大涡模拟是理想的，但尽管在高性能计算方面取得了进展，这两种方法通常都过于昂贵。因此，低阶建模方法受到普遍关注。准确预测建模的一个关键但长期存在的问题是从建模尺度中估计缺失的噪声。在本文中，我们解决这个问题，提出了一种新的低阶框架，耦合的一维湍流模型的Ffowcs-Williams和Hawkings的方法预测的远场噪声的亚音速湍流圆射流。
2020-10-21 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Transition in Hypersonic Boundary Layers: Role of Dilatational Waves
在马赫数为6的安静风洞中，利用瑞利散射显示、快速响应压力测量和粒子图像测速技术研究了高超声速边界层中的转捩和湍流产生。结果表明，第二不稳定声学模式是该转变过程的关键调制器。第二模式经历了一个快速的增长和一个非常快的湮灭由于体粘度的影响。第二模式与第一涡度模式强烈相互作用，直接促进后者的快速增长，并导致立即过渡到湍流。
2015-02-01 physics.flu-dyn
Note on specific chiral ensembles of statistical hydrodynamics: "order function" for transition of turbulence transfer scenarios
流体动力学螺旋性标志着宇称对称性破缺，流动的手性。因此，统计流体力学尊重手性，因为对称性破缺和恢复是其基本原理的关键，例如光谱转移方向及其机制。三维（3D）Navier-Stokes各向同性湍流的同手性子系统已经用螺旋表示技术数值实现，以呈现逆能量级联[Biferale等人，物理学评论快报，{ \bf 108}，164501（2012）]。这种情况类似于2D湍流，其中逆能量级联，或更一般的能量拟能双级联方案，被认为是与Kraichnan的绝对平衡的负温度状态的帮助下。实际上，如果在这种系统中的螺旋度被认为是正的而不失一般性，则可以识别出对应的负温度状态[Zhu等人，流体力学杂志，{ \bf 739}，479（2014）]。在这里，对于某些特定的湍流手征系综，我们用相应的绝对平衡证明，即使螺旋度分布在波数上是符号确定的，不同的形状函数的\textit{ansatzes}，由特定螺旋度和能量谱$s(k)=H(k)/E(k)$之间的比率定义，意味着不同的传输方向，我们可以有反螺旋度和前向能量的双重传输（比如说，$s(k)\propto k^{-2}$导致绝对平衡模态能量谱密度$U(k)=\frac{1}{α+βk^{-2}}$，正好是Kraichan的二维欧拉拟能），同时向前转移（使用$s(k)=constant$），或者甚至没有简单定向的转移（用，比如说，非单调$s(k) \propt…
2014-07-31 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
The binormal flow: a toy model for turbulence
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Basque Center for Applied Mathematics（巴斯克应用数学中心）
本讲义总结了Luis Vega在第二届高级暑期学校开设的一周课程内容，介绍了用于描述不可压缩流体三维涡丝动力学的双法向流模型，涉及相关方程联系，由两名参会者编写完成。
2026-10-12 math.AP physics.flu-dyn
The scalar, vector, and tensor modes in gravitational wave turbulence simulations
我们研究的引力波（GW）信号来源于原始湍流，假设是存在于宇宙学相变像电弱和量子色动力学相变。我们考虑各种模型的原始湍流，如那些有和没有螺旋，纯流体动力学湍流引起的流体运动，磁流体动力学湍流的能量可以支配的动能或磁能，这取决于湍流的性质。我们还研究了由宇称破坏源，如螺旋湍流产生的圆偏振GW。我们的最终目标是通过不同类别的湍流来确定GW生产的效率。我们发现，GW的能量和应变往往是大的声学或无旋湍流，即使它的张量模振幅是相对较小的，在大多数波数。只有在非常小的波数是频谱张量模式显着，这可能解释在这种情况下，有效的GW生产。
2021-06-25 astro-ph.CO gr-qc physics.flu-dyn
Turbulence lifetimes: what we can learn from the physics of glasses
本文对近年来引起广泛关注的剪切流亚临界湍流转捩过程中湍流寿命可能有限的问题进行了讨论。我们简要回顾了最近的实验和数值计算结果，以及理论建议，并比较在亚临界剪切流中遇到的玻璃化转变的研究，在评估这个问题所产生的困难。为了超越纯粹的方法上的相似性，我们进一步阐述了这种类比，并提出了这两个显然无关的情况，这可能会促进亚临界剪切流的研究新方向之间的定性映射。
2012-11-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Ion Heat and Parallel Momentum Transport by Stochastic Magnetic Fields and Turbulence
本文提出了随机磁场与湍流相互作用的平行动量和离子热的湍流输运理论。注意力集中在确定动应力和压缩能通量。一个关键参数被确定为湍流散射率的比率的平行声色散。当参数较大时，动应力表现为粘性应力.当参数较小时，准线性残余应力得到恢复。实际上，粘性应力是相应的形式，并且准线性极限是不可观测的。这是本文的主要预测。一个简单的物理图片开发和显示恢复的详细分析的结果。
2021-11-05 nucl-th physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Mathematical Theorems on Turbulence
Stony Brook University（石溪大学）
本文探讨湍流中若干重要数学定理，总结了这些定理对经典湍流理论的约束作用。
2026-02-04 math-ph math.AP math.MP
Investigation of Aeroacoustics and In-flight Particle Transport in Thermal Spray Supersonic Jets
Concordia University（康考迪亚大学）
本文通过分析与数值方法结合，研究热喷涂超音速喷射中气动声学与飞行粒子传输，揭示操作条件变化对喷射不稳定性及混合的影响，并提出非侵入式监测与控制方法。
2026-03-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
How vortices and shocks provide for a flux loop in two-dimensional compressible turbulence
流体层和其他准二维可压缩系统中的大尺度湍流由平面涡和波组成。另外，波浪湍流通常产生直接的能量级联，而螺线管平面湍流通过逆级联将能量传递到大尺度。在这里，我们考虑湍流在有限的马赫数时，声波和涡流之间的相互作用是实质性的。我们采用螺线管泵在中间尺度，并显示如何直接和反向能量级联的泵规模开始形成。我们发现，有一个逆级联的动能达到一个规模$\ell$，其中一个典型的速度达到声速，这将产生冲击波，提供一个补偿直接级联。当系统尺寸小于$\ell$时，定常状态包含由激波系统连接的系统尺寸的长寿命冷凝涡对。因此，流体层中的湍流通过一个循环来处理能量：大多数能量首先通过涡流进入大尺度，然后通过波传输到小尺度耗散。
2017-09-29 astro-ph.GA nlin.CD physics.ao-ph
Kinetic Equations and Turbulence in Large $N$ Vector and SYK-like Models
The Graduate Center, CUNY（纽约市立大学研究生中心）
本文通过大N展开技术，分别推导大N矢量模型与类SYK模型的动力学方程，发现类SYK模型的动力学方程无时间局域碰撞积分，并揭示出新型强湍流标度指数。
2026-10-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
