Inertial range scaling of the scalar flux spectrum in two-dimensional turbulence
研究了具有均匀标量梯度的二维统计定常各向同性湍流。维数参数预测的惯性范围缩放的湍流标量通量谱的逆级联范围和拟能级联范围为小和团结施密特数。尺度预测检查直接数值模拟和良好的协议观察。
2010-09-01 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
Exact scaling laws and the local structure of isotropic magnetohydrodynamic turbulence
本文研究了各向同性MHD湍流的精确标度律在大磁普朗特数Pm和Pm=1的数值模拟中的一致性。精确的法律被用来阐明的磁场和速度场的结构。尽管某些三阶关联函数的线性标度，情况是不类似的Kolmogorov湍流的情况。磁场是充分描述的带状（折叠）场与方向反转的电阻标度的模型。在目前可用的分辨率下，动能的级联被强迫尺度运动和带状磁场之间的能量直接交换所短路。这种非局部相互作用是各向同性MHD湍流的定义特征。
2006-11-21 astro-ph physics.flu-dyn
On exact laws in incompressible Hall magnetohydrodynamic turbulence
对不可压缩霍尔磁流体动力学（IHMHD）湍流中几种现有的精确定律进行了比较，以表明它们的等效性，尽管它们来自不同的数学推导。使用统计同质性，我们重新审视了Hellinger等人提出的定律。（2018）并表明，在通过乘法因子校正后，它可以以更紧凑的形式写成，这意味着仅通量项表示为湍流场的增量。测试了该定律的霍尔贡献，并将其与Galtier（2008）和Banerjee & Galtier（2017）使用具有中等平均磁场的三维电子MHD（EMHD）湍流的直接数值模拟（DNS）导出的其他精确定律进行了比较。我们表明，所研究的法律是等效的惯性范围内，从而提供了几种选择的配方使用根据需要。明确地依赖于平均（指导）字段的表达式可能会导致估计的能量级联率的残余误差，但是，我们证明，这个指导字段可以从这些法律的数学运算后删除。因此，建议使用与平均引导场无关的表达式来分析数值或现场航天器数据。
2019-05-10 physics.flu-dyn
Kubo Combinatorics for Turbulence Scaling Laws
我们提出了一个扩展Kolmogorov的完善的相似性假设的普遍充分发展的湍流。扩展在Z中应用。她和E。惯性距离标度的莱维克多重分形模型及其推广。我们的修改纠正了一个明显的差距之间的隐式连续的长度尺度在Obukhov的湍流能量级联的概念，和来自Kolmogorov的精致的相似性假设，缺乏无限可分性的标度律模型。的发展具有普遍的充分发展的湍流，一个国家，我们明确描述的速度波动和平均能量耗散在所有订单之间的耦合。这种描述是独特的，并导致重新参数化的She-Leveque模型，保留其原始的预测，是无限可分的。
2021-10-10 physics.flu-dyn
Lagrangian Structure Functions in Turbulence: Scaling Exponents and Universality
本文介绍了欧拉结构函数渐近标度指数（$Re\to \infty$）的研究方法（J. Schumacher et al，New. J. of Physics { \bf 9}，89（2007））被推广到湍流中的拉格朗日结构函数的研究。新的“桥接关系”的基础上推导出的波动，时刻顺序依赖的耗散时间$τ_{η,n}$的表达，使我们能够计算的拉格朗日速度差$S_{n,L}(τ)=\bar{(u(t+τ)-u(t))^{n}}\propto τ^{κ_{n}}$的时刻的标度指数（$κ_{n}$）与实验和数值数据吻合得很好。
2009-11-25 nlin.CD physics.flu-dyn
Kolmogorov scaling and intermittency in Rayleigh-Taylor turbulence
采用高分辨率数值模拟方法研究了Rayleigh-Taylor（RT）湍流。这里讨论的主要问题是，RT现象是否可以被认为是纳维-斯托克斯方程的普遍性的表现形式的强制机制。在理论层面上，这种情况还远没有得到牢固的确立，事实上，已经提出了相反的预测。我们的第一个目标是通过深入分析相关统计观测量的标度行为来澄清上述争议。本文还讨论了不透明度对平均场标度预报的影响。
2009-02-09 nlin.CD physics.flu-dyn
Eulerian-Lagrangian scaling of the Lyapunov exponent in homogeneous turbulence
该研究通过启发式 Eulerian-Lagrangian 推导给出均匀湍流最大 Lyapunov 指数及不确定性场积分长度的新标度关系，并用周期性湍流模拟验证。
2025-07-26 nlin.CD physics.flu-dyn
Scaling laws for partially developed turbulence
我们制定多重分形模型的速度差和梯度，描述了整个范围内的长度尺度在湍流，即：层流，耗散，惯性和搅拌范围。该模型是对现有惯性场湍流模型的补充。在局部范围内的长度尺度的湍流只是部分开发，我们提出了多重分形标度律的标度指数修改从他们的惯性范围值。在局部区域，即使在充分发展的湍流中，由于较大湍流结构的影响（或其不存在），湍流也不是各向同性的，也不是尺度不变的。因此，未充分发展的湍流是惯性范围研究无法解决的重要问题。在部分发展的湍流范围内，流动远非普遍的，因此标准的惯性范围湍流比例模型变得不适用。本文提出的模型可作为替代模型，并讨论了耗散范围内$τ_p$和$ζ_p$模型参数的拟合细节。对于较大的$p$，$ζ_p$的某些行为无法解释。通过与高分辨率模拟数据的对比，验证了理论的正确性。
2020-04-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Wall-wake laws for the mean velocity and the turbulence
本文提出一种新的壁面尾流律，将流向湍流剖面的对数部分与外层线性部分配对，并发现其唯一自由参数与平均速度尾流因子成正比，揭示湍流与平均流动之间的新联系。
2024-02-03 physics.flu-dyn
Dynamical scaling and intermittency in shell models of turbulence
我们引入了一个湍流能量级联模型，旨在研究动力学标度对湍流度的影响。特别是，我们表明，通过减慢的能量转移机制，固定的能量通量，不稳定性降低，并最终消失。这一结果支持了这样的猜想，即只有当能量流向越来越快的运动尺度时，才能观察到不稳定性。
2004-11-02 nlin.CD physics.flu-dyn
Laws of turbulence decay from direct numerical simulations
对均匀和各向同性湍流（HIT）的动能衰减指数的现有数据的检查表明，它的变化高达100%。测量和模拟往往与理论论点不一致，而理论论点本身也是多种多样的。这种情况是不能令人满意的，因为HIT是湍流理论和建模的基石。我们采取诉诸直接数值模拟和研究衰减HIT的各种初始条件下的一个大的基地。我们表明，Kolmogorov衰变指数和Birkhoff-Saffman衰变都很容易观察到，虽然大约，如果初始条件是适当的安排，在很长一段时间。我们还提出了，对于这两种情况下，其他湍流统计，如速度导数偏度，能量谱和耗散，并表明，衰减和增长的法律是近似的理论预期，虽然波数谱附近的起源开始改变相对较快，这表明不变量并不严格存在。我们简要地评论为什么衰减指数变化如此之大，在过去的实验和模拟。
2021-06-29 physics.flu-dyn
Universal scaling laws of boundary-driven turbulence
本研究揭示了边界驱动湍流核心区存在新的1和-2标度律（替代2/3和-5/3律）并保持4/5律不变，发展了唯象框架与概率分布模型，给出了适用于各阶速度结构函数的完整标度指数集，经直接数值模拟与实验数据验证。
2025-04-07 physics.flu-dyn
No new scaling laws of passive scalar with a constant mean gradient in decaying isotropic turbulence
在Sadeghi和Oberlack [JFM 899，A10（2020）]的研究中，声称在衰减均匀各向同性湍流中的恒定平均梯度的影响下，推导出了被动标量动力学情况下的新标度律。然而，这些标度定律并不新鲜，Bahri（2016）已经推导并讨论过。萨代吉和奥伯莱克并没有取得新颖的分析成果，他们的研究标题误导性地暗示了这一点。事实上，Bahri通过简单的量纲分析得到的已经建立的自相似标度律在应用中已经比Sadeghi和Oberlack通过过于复杂因此不必要地执行李群对称性分析得到的自相似标度律更普遍。声称它具有不是特别方法的优点是不正确的。因为李群方法不像经典方法那样使用先验的尺度集，而是必须使用先验的对称性集，也就是说，从一个无限的因而是不封闭的集合中选择正确的相关对称性。例如，选择了非物理缩放对称性，在分析过程中必须丢弃该非物理缩放对称性，因为它与模拟的数据不兼容。因此，湍流中的李群对称方法只是另一种常见的试错方法，而不是可以绕过封闭问题的第一原理方法。
2022-05-31 physics.flu-dyn
On spectral scaling laws for averaged turbulence on the sphere
本文对球面上拉格朗日平均Navier-Stokes方程进行谱分析，推导了能量谱幂律，发现标度依赖于平均次数，并证明可通过选择平均算子分别控制能量与拟涡能通量，数值实验验证了双级联的鲁棒性。
2025-03-07 physics.flu-dyn
Scaling Laws of Turbulence and Heating of Fast SolarWind: The Role of Density Fluctuations
磁流体力学中不可压缩的各向同性湍流可以用尺度能流的精确关系来描述。最近，在太阳系探测器观测到的太阳极上方的太阳风中观测到了这种类似于雅格隆的标度律，其中湍流处于阿尔夫维尼状态。一个类似的唯象标度律，适当修改，以考虑可压缩波动，更频繁地观察到在同一数据集。大尺度的密度涨落，尽管幅度很小，但在湍流的基本标度性质中起着至关重要的作用。此外，在压缩情况下的湍流级联率可以提供考虑非绝热太阳风的局部加热所需的能量耗散。
2010-03-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
Sufficient conditions for dual cascade flux laws in the stochastic 2d Navier-Stokes equations
本文给出了大箱极限下统计定常强迫耗散二维Navier-斯托克斯方程的三阶普适律在大尺度下捕获能流和在小尺度下捕获拟能流的充分条件.这些定律应被视为三维湍流中$4/5$定律的二维湍流类似物，预测在二维湍流的双级联中通过两个惯性范围的能量和涡度拟能（分别）的恒定通量。同时也得到了只包含两个级联之一的条件，以及紧性准则，这些准则表明所提供的充分条件是不必要的。这项工作的具体目标是提供最弱的表征的'第0次法律'的二维湍流，以使数学上严格的预测与实验证据相一致。
2019-05-08 math.AP physics.flu-dyn
Comment on the paper 'Saturation and Multifractality of Lagrangian and Eulerian Scaling Exponents in Three-Dimensional Turbulence'
评论Buaria与Sreenivasan关于三维湍流标度指数饱和与多重分形性的论文，指出其结果的物理解释。
2024-02-06 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
The interplay between helicity and rotation in turbulence: implications for scaling laws and small-scale dynamics
物理系统的不变性支配着它们的行为：湍流中的能量守恒驱动着能量在模式之间的广泛分布，在地球物理或天体物理流动中观察到。在理想流体力学中，螺旋度守恒（速度与旋度之间的相关性，测量镜像对称的偏离）的作用仍然不清楚，因为它不会改变能谱。然而，与固体旋转，显着差异之间出现螺旋和非螺旋流。我们首先概述了几个结果，如能量和螺旋度谱分布和打破严格的普遍性的个人光谱。使用大规模的数值模拟，然后，我们表明，小尺度结构和它们的不稳定性的不同，根据螺旋度是否存在或不，特别是相对于贝尔特拉米核心涡（BCV）的出现，是层流螺旋垂直上升气流。这些结果指出，除了Rossby数的小参数的发现，这可能涉及的旋转螺旋湍流的临界现象的问题，通过重整化群和弱湍流理论。这个参数可以与能量和螺旋度通量的无量纲化比相关联，小尺度的三维能量级联是弱的和自相似的。
2009-10-23 physics.flu-dyn
A Geometric Foundation for the Universal Laws of Turbulence
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出基于几何方法的湍流理论框架，通过随机示踪剂和Schrödinger Bridge原理推导出Kolmogorov尺度和壁面定律，揭示湍流尺度律的物理基础。
2025-12-03 physics.flu-dyn
Scalings of scale-by-scale turbulence energy in non-homogeneous turbulence
发展了一种非均匀湍流理论，并将其应用于无边界剪切流。该理论对两点统计量的非齐次性引入了内外相似性假设，并预言了二阶结构函数的幂律标度，它与Kolmogorov标度既有相似之处，又有不同之处。这些缩放出现作为这些假设的结果，一般的尺度间和空间间的能量平衡和湍流耗散的内外等效假设。他们减少到通常的柯尔莫哥洛夫标度在平稳均匀湍流。与结构函数数据的比较，从三个定性不同的湍流尾流理论的预测提供了支持，但也提出了新的问题，为今后的研究。
2022-02-15 physics.flu-dyn
Anomalous scaling in shell model turbulence
本文对稳态湍流壳模型进行精密分析，计算了前百个反常标度指数及速度幅值与相位的统计关联，发现高阶矩呈线性标度并解释其起源，为理解流体湍流结构提供了新见解。
2024-02-12 astro-ph.HE nlin.CD physics.flu-dyn
Microscopic laws vs. Macroscopic laws: Perspectives from kinetic theory and hydrodynamics
还原论是一种流行的科学观点，根据这种观点，所有的物理现象都可以从物理学的基本定律来理解。Anderson [Science，177，393（1972）]、Laughlin和Pines [PNAS，97，28（2000）]和其他人反对这种观点，并主张宇宙和定律的等级结构。在本文中，我们提出后一种观点，表明一些复杂的流动特性，使用流体动力学方程（宏观法律）是非常困难的，如果不是不可能的，在微观框架-动力学理论来描述。这些性质包括Kolmogorov的湍流理论、湍流耗散和扩散以及动压。我们还提供了其他几个分层描述的例子。
2019-04-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Self-similar scaling in decaying numerical turbulence
以壳积分能谱随波数k增加的随机流为初始条件，对衰减湍流进行了数值研究。或者，通过简单地停止驱动，从驱动湍流模拟生成初始条件。众所周知，衰减能谱对波数、时间和粘度的依赖性可以被压缩成仅取决于两个参数的唯一标度函数。这是确认使用三维模拟和其两个参数的尺度函数的依赖性被确定。
2004-05-24 astro-ph nlin.CD physics.flu-dyn
Scaling laws and diffuse locality of balanced and imbalanced MHD turbulence
近年来，将强MHD湍流理论推广到非零交叉螺旋度（或能量不平衡）的研究引起了人们极大的兴趣。在我们早期的出版物中，我们进行了三维数值模拟，并表明一些现有的模型与数值不一致。在本文中，我们把注意力集中在低不平衡限制，并进行了新的高分辨率模拟。结果强烈表明，在小的不平衡的限制，我们顺利过渡到一个标准的Goldreich-Sridhar（1995）平衡模型。我们还声称，Perez-Boldyrev（2009）模型预测，由于所谓的“动态对齐”，两个组件的非线性时间尺度相同，强烈矛盾的数字证据。
2010-05-03 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulence Intensity Scaling: A Fugue
我们研究流向湍流强度的定义使用光滑和粗糙壁管流测量在普林斯顿Superpipe。湍流强度与体积（和摩擦）雷诺数的比例为定义提供。湍流强度与光滑和粗糙壁管流的摩擦系数成比例。湍流强度定义提供最好的描述的测量被确定。概述了一种基于体雷诺数（和粗糙壁管流的砂粒粗糙度）计算湍流强度的方法。
2019-09-10 physics.flu-dyn
Equations of motion and conservation laws in a theory of stably stratified turbulence
这封信认为非等温流体流动和修改简化的基本流体动力学方程，这种流动最终到达一个概括的Oberbeck-Boussinesq近似有效的任意状态方程，包括非理想气体以及液体。所提出的方法是基于建议的一般定义的潜在温度。特别注意的是把能量守恒原理，并表明，所提出的近似精确地保存总机械能的近似运动方程。任何湍流边界层模型尊重守恒律的主要重要性明确强调。
2008-03-18 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Spectral scaling laws in MHD turbulence simulations and in the solar wind
这个问题是解决在何种程度上不可压缩磁流体力学（MHD）可以描述随机磁场和速度波动测量的太阳风。它表明，从高分辨率数值模拟得到的速度，磁场和总能量的谱指数的分布是定性和定量相似的太阳风观测在1 AU。模拟和观测都表明，在惯性范围内，磁场谱E_b比速度谱E_v陡，E_b >~ E_v，剩余能量E_R = E_b-E_v几乎遵循k_perp^-2的标度减小。
2011-06-03 astro-ph.GA physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Consequences of Symmetries on the Analysis and Construction of Turbulence Models
由于它们代表了湍流的基本物理性质（守恒定律、壁定律、柯尔莫哥洛夫能谱等），对称性用于分析常见的湍流模型。提出了一类对称性保持的湍流模型。这个类是精炼的，使得模型尊重热力学第二定律。最后，对一个属于该类的模型进行了数值检验。
2006-05-12 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Friction Scaling Laws for Transport in Bacterial Turbulence
了解摩擦阻力在扩散输运中的作用是主动湍流领域的一个重要问题。使用一个连续体模型，适用于细菌悬浮液，我们调查的作用，埃克曼摩擦运输的被动（拉格朗日）示踪剂，去与当地的流动。我们发现，从弹道扩散制度的交叉发生在一个时间尺度$τ_c$，达到最小值在零摩擦，这意味着注入和耗散的能量延迟松弛示踪剂。我们通过提出$τ_c \sim 2 \ell^*/u_{\text{rms}}$来解释这一点，其中$\ell^*$是从能谱峰提取的主导长度尺度，而$u_{\text{rms}}$是将动能设置为稳态的速度尺度，两个尺度都随着摩擦单调减小。最后，我们预测的$\ell^*$，$u_{\text{rms}}$和扩散系数$\mathcal{D} \sim \ell^* u_{\text{rms}} / 2$，这是有效的在很宽的范围内的流体摩擦的强大的标度律。我们的研究结果可能是相关的传输现象，在一个通用的活性流体。
2019-05-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the Anomalous Scaling Exponents in Nonlinear Models of Turbulence
我们提出了一种新的方法来解决非线性湍流模型标度指数异常的老问题。我们实现这一点，通过构建，对于任何给定的非线性模型，一个线性模型的被动平流的辅助字段的异常标度指数是相同的非线性问题的标度指数。辅助线性模型的统计数据主要由与精确守恒律相关的"统计上保持的结构"控制。后者可以用于例如确定二阶结构函数的异常标度指数的值。该方法同样适用于壳模型和纳维-斯托克斯方程。
2006-05-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
The Universal Statistical Structure and Scaling Laws of Chaos and Turbulence
本文利用量子混沌与 RMT 分析不可压缩及可压缩湍流图像，发现其 Gram 矩阵属于量子混沌普适类，并具有区别于经典混沌、随机数据和自然图像的幂律标度。
2023-11-02 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Numerical validation of scaling laws for stratified turbulence
本研究通过直接数值模拟验证了分层湍流的标度律，表明多尺度模型能准确捕捉小尺度各向同性主导区域的特性，而其单尺度简化则适用于描述外部层状平静流动。
2024-05-11 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Explicit predictability and dispersion scaling exponents in fully developed turbulence
我们应用一个简单的方法来提供显式表达式的不同标度指数在间歇充分发展的湍流，以前只通过勒让德变换。这包括无穷小和非无穷小扰动的可预测性指数、拉格朗日速度指数和色散指数。我们还获得了新的结果，对应于出口时刻的逆统计。
2005-05-24 physics.flu-dyn
Scaling properties of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence
三维磁流体动力学湍流的标度特性是通过使用$512^3$模式对衰减湍流进行直接数值模拟来获得的。结果表明，湍流不遵循Iroshnikov-Kraichnan现象，在高电阻率情况下，结构函数呈现出明显的标度范围，标度指数$ζ_p$的绝对值。标度指数与修正的She-Leveque模型$ζ_p=p/9 + 1 - (1/3)^{p/3}$一致，对应于Kolmogorov标度，但片状几何的耗散结构。
1999-06-01 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Anomalous scaling and generic structure function in turbulence
通过一个例子讨论了尺度不变系统中反常标度现象通过尺度不变算子的零模出现的一般机制。我们讨论了这种机制在湍流中的相关性，并指出湍流的一个特点，由于强迫和耗散的存在。根据这些考虑，我们表明，如果这种机制的异常标度是在湍流中运行，结构函数可以构造简单的对称性考虑。我们发现，在惯性范围内的结构函数的一般尺度行为是不自相似$S_n(\ell)\propto \ell^{ζ_n}$，但包括“指数自相似”的行为$S_n(\ell) \propto \exp[ζ_nα^{-1} \ell^α]$，其中$α$是一个参数成正比的对数的倒数的雷诺数。解也遵循精确的广义尺度和近似的扩展自相似性。
2011-06-07 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
Universal dissipation scaling for non-equilibrium turbulence
实验结果表明，非经典的高雷诺数能量耗散行为，$C_ε \equiv εL/u^3 = f(Re_M)/Re_L$，观察到的分形方形网格产生的湍流的衰减过程中也表现在衰减湍流起源于各种规则的网格。对于足够高的总雷诺数$Re_M$、$f(Re_M)\sim Re_M$。
2011-12-20 physics.flu-dyn
Non-local interactions in hydrodynamic turbulence at high Reynolds numbers: the slow emergence of scaling laws
我们分析了在2048^3个规则间隔点的网格上进行的强制不可压缩流体动力学模拟的数据，泰勒雷诺数为Re~1300。强迫是由泰勒-格林流，它与几个实验室实验中的流动有相似之处，计算在湍流稳定状态下运行了十个周转时间。在此雷诺数下，各向异性大尺度流动模式、惯性范围、瓶颈和耗散范围清晰可见，从而为研究自然界中出现的湍流提供了一个很好的测试案例。三元相互作用，局部的能量通量，和结构函数的速度增量计算。与运行在较低的雷诺数进行比较，并显示出出现的局部和非局部相互作用的相对振幅在谱空间的标度律。的Kolmogorov常数的缩放，以及速度增量的偏斜度和平坦度，以及执行，并与以前的实验结果是一致的。此外，在小尺度上与瓶颈的能量积累似乎发生在一个跨度的波数是独立的雷诺数，可能排除了惯性范围的解释it. Finally，不透明度指数似乎偏离标准模型在高Re，离开不透明度的解释一个悬而未决的问题。
2007-09-12 physics.flu-dyn
Inverse transfer of magnetic helicity in direct numerical simulations of compressible isothermal turbulence: scaling laws
在等温理想磁流体力学（MHD）框架下，通过直接数值模拟大尺度机械驱动的湍流，研究了磁螺旋度的逆传递。机械力要么是纯螺线管的，要么是纯压缩的，所考虑的紊流稳态具有均方根（RMS）马赫数0.1 $\lesssim$ M $\lesssim$ 11。一个连续的小规模电动势强迫注入磁螺旋波动，这导致越来越大的磁结构的建立。谱标度指数的观察，对于低马赫数，是一致的不可压缩的情况下与以前的研究。更高的压缩性导致更平坦的磁螺旋度标度指数。与压缩驱动紊流相比，即使在高马赫数下，螺线管驱动紊流与不可压缩情况的偏差也比较小，在压缩驱动紊流中，在相对较低的RMS马赫数M $\gtrsim$ 3下已经可以看到很大的偏差。因此，可压缩效应可以在磁螺旋度的逆传递中发挥重要作用，特别是当湍流驱动器相当压缩时。然而，在不可压缩情况下观察到的理论结果，可以通过适当改变变量，使用阿尔文速度代替磁场，转移到超音速湍流。
2020-09-20 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
On the Wiener-Khinchin transform of functions that behave as approximate power-laws. Applications to fluid turbulence
众所周知，傅里叶变换在弱调和分布意义下是连续的，这就保证了傅里叶对的弱稳定性。本文研究了均匀分布对$(|x|^{-α}, c_d |ξ|^{d-α})$在$\mathbb{R}^d$上的更强形式的稳定性。它包括，例如，均匀分布只存在于一个大的，但有限的范围内的情况。在这种情况下，我们提供了精确的误差估计的均匀范围以外的尾巴的大小。我们还证明了一系列的相关问题，包括标准，确保近似齐次行为渐近接近原点或无穷远的傅立叶变换的精细属性。我们的结果的锐度检查与数值模拟。我们还研究了这些结果如何巩固湍流理论的数学基础。
2019-09-13 math-ph math.AP math.MP
Mathematical model for logarithmic scaling of velocity fluctuations in wall turbulence
对于壁湍流，已知速度脉动矩是离壁高度的对数函数。这种对数标度是由于特征速度的存在和标度范围内不存在任何特征高度。利用随机变量数学，得到了其充分必要条件。它们与附在壁上的涡的唯象模型的特性进行了比较，并且与平均速度的对数标度的特性进行了比较。
2015-11-11 physics.flu-dyn
Estimations and scaling laws for stellar magnetic fields
在快速旋转的湍流中（Rossby数远小于1），湍流对流的标准混合长度理论破裂，科里奥利力进入力平衡，使得磁场最终取决于旋转。本文通过简化导电流体运动的自持磁流体动力学发电机方程，借助于热对流驱动的各向同性非旋转和各向异性旋转湍流理论，对恒星慢旋和快旋磁场进行了估计，并导出了标度律。我们的标度律与观测值符合得很好。
2022-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Comment on "Revision of Bubble Bursting: Universal Scaling Laws of Top Jet Drop Size and Speed"
对“气泡破裂的修正：顶部射流液滴尺寸和速度的普适标度律”一文的评论
2018-12-07 physics.flu-dyn
Scaling turbulence in the near-wall region
本文推导出新的速度尺度，使近壁区流向湍流脉动剖面与雷诺数无关，并揭示壁面剪切应力脉动及大涡对近壁湍流分布的关键作用。
2021-03-12 physics.flu-dyn
Scaling laws of turbulent dynamos
我们考虑均匀各向同性和宇称不变的湍流产生的磁场。我们表明，简单的比例关系的发电机阈值，磁能和欧姆耗散可以得到依赖于磁普朗特数的值。
2007-01-29 physics.flu-dyn
Scaling of the energy spectra of wall-bounded turbulence
通过使用在中等摩擦雷诺数（Retau <= 1900）和非常大的数值箱中直接模拟湍流通道的新结果，我们检查了对壁界湍流重叠和外部区域相似性假设的修正。
2013-09-10 physics.flu-dyn
Universal scaling regimes in rotating fluid turbulence
我们分析的标度特性的能量谱在充分发展的不可压缩的湍流在强制，旋转流体在三维（3D），这被认为是其特征在于在惯性范围内的通用标度指数。为了阐明标度制度，我们建立了一个由大规模的外力驱动的旋转流体的三维纳维-斯托克斯方程的标度分析。我们使用标度参数来提取标度指数，它描述了能量谱的不同标度区域。我们推测在我们的标度理论的三维旋转湍流的二维化的有趣的可能性。我们的结果可以在大规模的模拟和相关的实验室为基础的实验进行测试。
2022-12-01 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
On spectral scaling laws for incompressible anisotropic MHD turbulence
给出了均匀外磁场$B_0 {\bf {\hat e}_{\pa}}$作用下各向异性磁流体力学（MHD）湍流的一个启发式模型。该模型适用于中等和强$B_0$，并能够描述强和弱波湍流制度，以及它们之间的过渡。该模型的主要成分是假设在所有尺度上\add{the}线性波动周期和\add{the}非线性周转时间尺度之间的比值为常数。与Goldreich和Sridhar [P. Goldreich和S. Sridhar，ApJ { \bf 438}，763（1995）]中，没有另外假设该比率在所有尺度下等于1，这允许我们使用Iroshnikov-Kraichnan现象学。然后可以恢复广泛观察到的平行和垂直波数之间的各向异性标度律$\kpa \propto \kpe^{2/3}$（参考$B_0 {\bf {\hat e}_{\pa}}$），并获得总能谱$E(\kpe,\kpa) \sim \kpe^{-α} \kpa^{-β}$的通用预测$3α+ 2β= 7$。特别地，通过这样的预测，弱Alfvén波湍流常通量解被恢复，并且第一次，Galtier等人[S. Galtier等人，J. Plasma Phys.{ \bf 63}，447（2000）]。
2005-07-08 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Scaling laws of two-dimensional incompressible turbulent transport
利用高质量的直接数值模拟方法研究了二维不可压湍流场中的扩散输运问题。采用了三类湍流谱，它们能够捕获短和长范围的时空相关性和振荡特征。我们报告了新的标度律，从$γ=7/10$范式的换算指数，并依赖于湍流的功能。发现了扩散在冻结区和冻结区之间的一个简单关系，强调了区分微分和积分特征尺度的重要性。
2023-03-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
MHD Turbulence: Scaling Laws and Astrophysical Implications
湍流是天体物理流动最常见的状态。在典型的天体物理流体中，湍流伴随着强磁场，这对湍流级联的动力学有很大的影响。近年来，磁流体动力学（MHD）湍流理论取得了重大突破。这是我们第一次有一个尺度模型，是由观测和数值模拟支持。本文综述了不可压缩湍流和可压缩湍流的研究进展。我们比较了Iroshnikov-Kraichnan和Goldreich-Sridhar模型，并讨论了Alfvén，慢波和快波的标度。我们还讨论了全新的制度下发生的MHD湍流的尺度下，流体动力学湍流运动阻尼的粘性。在部分电离的弥漫星际气体的情况下，粘性是由于中性和截断湍流级联在$\sim$秒差距尺度。我们表明，在这个尺度下，磁波动与浅谱持续和讨论的可能性后，离子和中性粒子去耦恢复的MHD级联。我们讨论了这一新的洞察力的宇宙线输运，晶粒动力学等MHD湍流的影响，以及如何检验理论预测与观测结果。
2002-05-17 astro-ph physics.ao-ph physics.flu-dyn
Compressible Turbulence: Multi-fractal Scaling in the Transition to the Dissipative Regime
考虑了充分发展的可压缩湍流向耗散状态转变时的多重分形标度。由于粘性效应，多重分形幂律标度行为在非常小的长度尺度上崩溃。然而，压缩性的影响被发现扩展单尺度多重分形制度进一步进入耗散范围。在最终的压缩极限，由于冲击波是适当的耗散结构，单标度制度被发现确实延伸到所有的方式进入全粘性制度。这一结果似乎与可压缩流体中涡旋拉伸更强从而推迟粘性干预的物理事实一致。随后产生的可压缩流体中的增强的速度梯度似乎提供了一个基本的物理基础，以前的结果表明，充分发展的可压缩湍流是有效的耗散比不可压缩的对应。
2010-01-07 physics.flu-dyn
Scaling laws for mixing and dissipation in unforced rotating stratified turbulence
我们提出了一个模型，其特征在于弱旋转分层流的混合的Rossby，弗劳德和雷诺数Ro，Fr，Re的缩放。它是基于准均分之间的动能和潜在的模式，次主导的垂直速度和减少的能量转移到小规模的衡量比rE的动能耗散其尺寸的表达。我们主要在10243点的网格上确定了它们对于非强迫Boussinesq方程的数值研究的有效域，其中Ro/Fr> 2.5，1600< Re<1.9x104;普朗特数为1，初始条件为各向同性和大尺度的速度，以及零温度θ，或者在地转平衡中。三个制度在Fr观察：主导波，涡波相互作用和强湍流。传输时间的波-湍流平衡导致rE在中间状态下随Fr线性增长，饱和度为~0.3或更高，这取决于较大弗劳德数的初始条件。埃里森尺度也被发现与Fr成线性比例，并且通量Richardson数Rf对于大致相同的参数值也转变。将模型的3个关系放在一起，可以预测混合效率在低和中等区域的比例为Fr-2~RB-1，而对于较高的Fr，它的比例为RB-1/2，正如已经观察到的：随着湍流的加强，rE~1，速度是各向同性的，较小的浮力通量完全对应于速度和温度波动的解耦，后者变得被动。
2017-12-30 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
Scaling Laws for the Propulsive Performance of Three-Dimensional Pitching Propulsors
本文给出了作俯仰运动的自航式或定速式三维刚性推进器的推力产生和能量的比例律。标度关系扩展了Moored & Quinn（2018）中提出的二维标度律，考虑了有限翼展推进器的附加质量，推进器尾涡系统的下洗/上洗效应以及脱落后缘涡的椭圆拓扑结构。新的三维比例律进行了验证与自推进无粘模拟和固定速度的实验在一个范围内的减少的频率，斯特劳哈尔数和纵横比相关的生物启发推进。标度律阐明了俯仰生物推进器的推力产生和能量学背后的主导流动物理，并且它们为生物启发推进系统的设计提供指导。
2018-10-26 physics.flu-dyn
