Numerical simulation of solitary gravity waves on deep water with constant vorticity
本文采用保角坐标下的控制方程，数值研究了具有常涡度的深水表面重力波的非线性动力学。剪切流上表面重力波的频散关系已知有两个分支，其中一个分支对于长波是弱频散的。这支波的弱非线性演化可以用Benjamin-Ono方程来描述，该方程是可积的，具有孤子解和多孤子解。目前，在弱非线性模型中获得的这种孤立波的性质在精确的欧拉方程中保留的程度是未知的。我们研究了这类孤立波的行为没有限制性的弱非线性假设，通过使用精确的欧拉方程。模拟了局部化初始扰动导致单个或多个孤立波形成的演化过程，并讨论了有限振幅孤立波的性质。我们表明，在框架内的精确方程，两个孤子碰撞几乎是弹性的，但在相反的Benjamin-Ono方程的解决方案的波接收相移的相互作用的结果。
2022-10-30 physics.flu-dyn
Exact planetary waves and jet streams
本文在 beta 平面和 gamma 近似下研究旋转球面局部区域的无粘不可压缩流动，构造出拉格朗日参考系中的精确非线性波解，发现一类平均流类似极地急流的托勒密涡旋波，并通过球面 Navier-Stokes 数值模拟验证了位涡结构的稳定性与波破碎行为。
2024-08-04 physics.flu-dyn
Nonlinear water waves in shallow water in the presence of constant vorticity: A Whitham approach
本文研究了二维非线性重力波在常涡度垂直剪切流中的浅水传播。利用欧拉方程，在浅水近似下，导出了水面高程和水平流速的双曲线方程。利用这些方程的黎曼不变量，解析得到，一个封闭形式的非线性演化方程的表面高程。使用精确的线性色散关系将色散项添加到该方程中。利用这一新的一阶偏微分方程，研究了涡量对波纹孔的影响。在弱非线性波的框架下，从这个新模型出发，导出了一个KdV型方程和一个具有常涡量的Whitham方程，并考虑了涡量对孤立波和周期波的影响。在此基础上，利用Whitham方程，研究了涡度对色散波和双曲波破碎时间的影响。
2018-01-11 physics.flu-dyn
Corrected Wavemaker Theory, Momentum Flux and Vorticity
通常的造波机理论隐藏了一个不合理的积分常数假设，使其无效。我们讨论了一些令人惊讶的微妙的动量通量在无限波，包和一些违反直觉的例子中，“隐藏”通量的贡献可能会出现。从这里，我们构建了一个理想的造波机，从一系列的微射流，允许边界上的力的精确计算建立艾里波。这使我们能够直接计算所有守恒量的通量，并排除其中一些对动量通量的隐藏贡献。然后我们讨论一些现实的挡板造波器以及涡度源可能在由此产生的流体运动中造成的麻烦。一路上，我们提出了一个完全本地推导的群速度使用通量。
2014-09-14 physics.flu-dyn
Eroding dipoles and vorticity growth for Euler flows in $ \scriptstyle{\mathbb{R}}^3$ I. Axisymmetric flow without swirl
对基于反平行涡结构的分析的回顾表明，具有侵蚀环流的结构稳定的涡结构可能为研究$ \scriptstyle{\mathbb{R}}^3$中欧拉方程解中涡度的快速增长提供一条途径。我们在这里检查可能形成这样的结构，在轴对称流无旋流，导致最大的增长的涡度为$t^{4/3}$。我们的研究表明，优化流给$t^{4/3}$增长模仿欧拉方程的精确解，代表一个侵蚀的环形涡偶极子，局部保存动能。偶极截面是经典的Sadovskii偶极的扰动，具有分段恒定的涡度，这打破了封闭流线的对称性。这种扰动的Sadovskii偶极子的结构进行了分析，在大的时间渐近，其预测的性能进行了数值验证。
2015-12-24 physics.flu-dyn
The origin of vorticity in viscous incompressible flows
本文提出基于伴随变量的欧拉方法以追溯黏性不可压缩流动中涡量的起源，证明其与随机拉格朗日方法等价，并通过湍流槽道流揭示高应力事件与近壁涡量拉伸机制的关联。
2025-01-29 physics.flu-dyn
Boundary vorticity dynamics of two-phase viscous flow
从Navier-Stokes-Korteweg（NSK）方程出发，导出了扩散界面两相粘性流的基本表面物理量，包括密度梯度、剪应力、涡量、压力、拟能通量和表面曲率之间的精确关系。这些理论结果为边界/界面涡动力学提供了坚实的基础，也为分析两相粘性流中复杂的界面现象提供了新的工具。为了证明所开发的结果的应用，通过使用最近开发的平衡良好的离散统一气体动力学方案（WB-DUGKS）进行液滴的碰撞和扩展的模拟，专注于扩展过程时的分离气泡形成的液滴内部。分析了界面和壁面处的剪应力、压力和涡度拟能通量的分布，特别是在动接触点和其它特征点附近。这个例子给出了一个独特的视角，液滴撞击在墙上的物理。
2022-11-27 physics.flu-dyn
Lie symmetries and exact solutions of the barotropic vorticity equation
李群方法用于研究正压涡度方程的对称性和精确解的各种问题。确定了正压涡度方程在$f$ -和$β$ -平面上以及在旋转和静止参考系中的球面上的Lie对称性。给出了将旋转参考系简化为静止系的对称背景。这两个方程的李不变性代数的一维和二维不等价子代数进行了详尽的分类，然后用于计算不变解的涡度方程。这提供了大量的精确解，其中包括Rossby和Rossby-Haurwitz波作为特殊情况。我们还讨论了$β$ -平面方程的部分不变性的可能性，从而进一步扩展了它的精确解族。这是在一个更系统和完整的方式比以前在文献中。
2009-12-23 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Local and Nonlocal Strain Rate Fields and Vorticity Alignment in Turbulent Flows
局部和非局部贡献的总应变率张量在任何一点的流动制定从一个扩展的涡度场在一个局部的球形邻域半径R为中心的x。由此产生的精确表达式允许从总应变率张量获得非局部（背景）应变率张量。在湍流中，涡量自然地集中到相对紧凑的结构中，这允许对涡量与背景应变率张量的最延伸主轴的局部对准进行评估。在任何旋涡结构附近，所需的半径R和膨胀必须达到的相应阶数n由粘性长度尺度决定。我们证明了收敛到背景应变率场的增加R和n的平衡Burgers涡，并表明，这解决了异常对齐的涡度与总应变率张量的中间特征向量。然后，我们评估了均匀各向同性湍流DNS的背景应变场，即使对于有限的R和n对应的截断级数展开，结果表明，在预期的平衡对齐的涡度与最延伸的主轴的背景应变率张量的增加。
2008-01-08 physics.flu-dyn
Nonlinear interfacial waves in a constant-vorticity planar flow over variable depth
精确的拉格朗日在紧凑的形式推导出平面内波在一个相对较小的密度跳跃（Boussinesq极限发生在真实的海洋条件下），在存在的背景剪切流的恒定涡度，并在任意的底部轮廓的双流体系统。长波渐近近似的高阶来自精确的哈密顿泛函在一个非常简单的方式，两个不同的参数化的接口形状。
2010-07-03 physics.ao-ph physics.flu-dyn
New exact spatially localized solutions of the (3 + 1) -dimensional nonlinear non-dissipative quasi-geostrophic potential vorticity equation for an exponential atmosphere
针对指数大气的(3+1)维准地转位涡方程，求出三类纬向流背景下的空间局域定常解，证实斜压偶极子的存在及其涡对生消、冷暖空气输送的特性。
2025-03-20 nlin.PS physics.flu-dyn
Vorticity Flow Stabilization of Magnetized Plasmas
给出了恒定温度下含涡剪切流中磁化等离子体的精确解。这是其次是修改这些解决方案的热磁电流在温度梯度的存在下。它表明，解决方案是不稳定的亚音速流，是稳定的，如果流动是超音速。结果被应用到线性z箍缩放电的涡剪切流稳定的问题。
2010-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Lie reduction and exact solutions of vorticity equation on rotating sphere
继我们的论文[J.Math.Phys.50（2009）123102]之后，我们对旋转球上正压涡度方程进行了系统的Lie对称性分析。对无限维极大李不变性代数的有限维子代数进行了分类。适当的子代数，然后使用穷举确定李约化的考虑中的方程。构造的精确解的描述现实世界的物理过程的相关性进行了讨论。结果表明，上述文献的结果与N. H. Algimov和R. N. [Phys. Lett. A 375（2011）3858]，其中确定了球面几何中大气层的非线性欧拉方程的Lie对称性和一些精确解。
2012-02-17 math-ph math.MP physics.ao-ph
Eroding dipoles and vorticity growth for Euler flows in $ \scriptstyle{\mathbb{R}}^3$: The hairpin geometry as a model for finite-time blowup
本文发展了一个三维的“发夹”涡偶极结构的侵蚀理论，推广了我们以前对无旋轴对称侵蚀偶极的研究。发夹在这里同样建议作为一个模型，以产生大的“自我拉伸”的涡，有限时间爆破的可能性。我们推导出一个系统的偏微分方程的“广义”形式，涉及轮廓平均的局部二维欧拉流。这里我们并不试图精确地求解该系统，但指出不存在物理上可接受的解很可能是轴向流的结果。由于轴向流动，偶极涡内的涡量分布不再是轴对称问题中得到的简单的Sadovskii型（横截面上的涡量常数）。因此，该系统的解决方案取决于一个更大的传播二维偶极子类的存在。通过形式渐近分析得到发夹模型。正如在轴对称问题中，引入了到“收缩”坐标的局部变换，但现在是以适合于研究可能的有限时间奇异性的自相似形式。我们讨论了模型的一些性质，包括螺旋度的研究和Sadovskii结构迭代解决方案的第一步。我们还提出了以前没有研究过的二维传播偶极子的例子，这与我们的模型一致的涡度分布。虽然没有严格的结果可以给出，和系统的分析只是部分的，正式的计算是一致的，在一个点的偶极涡的环流消失的涡量的有限时间爆破的可能性，但取决于必要的二维传播偶极子的存在。
2017-12-28 physics.flu-dyn
Ship waves in the presence of uniform vorticity
开尔文勋爵关于船后的波浪在19 ° 28'的半角范围内的结果也许是表面波领域中最著名和最引人注目的结果。我们求解了存在恒定涡量S的剪切流时的线性船波问题，并表明开尔文角（尾流两侧各一个）以及尾流的其他方面密切依赖于“剪切弗劳德数”Frs=VS/g（基于长度g/S^2和船舶速度V），以及水流和船舶运动线之间的角度。在所有方向上，除了恰好沿剪切流方向外，都存在一个Frs临界值，超过这个值就不产生横波，并且在这个临界值处，全尾流角达到180 °。这种临界行为以前从有限深度的波中已知。对于侧向剪切，一个开尔文角可以超过90度。另一方面，当Fr >> 1时，最大波幅角的比例为1/Fr（Fr基于船舶尺寸），该比例实际上不受剪切流的影响。
2014-01-08 physics.flu-dyn
Analytic treatment of vortex motion in non-inertial Stokes flows
本文研究不可压缩粘性流体在旋转参考系中的定常运动，在旋转参考系中可能产生旋涡。对于涡量沿给定方向高度集中的情况，提出了斯托克斯流问题的近似解析解。这种近似将沿旋转轴的速度分量与动量方程分开。这使得能够从泊松方程的解中找到涡量。我们使用的格林函数的方法来提供解决方案的三维流动的圆柱形域上的径向入口/出口的速度分布通过使用一个精确的扩展的格林函数。这种近似的涡量解析解与有限差分法（FDM）计算的数值解吻合得很好。关键词：解析近似，斯托克斯流，格林函数，有限差分。
2018-11-03 physics.flu-dyn
A new class of exact solution of two-dimensional incompressible vortex motion
目前在流体力学中，大多喜欢把涡量作为一个基本的物理量，以致于某些精确解是建立在涡量演化方程的基础上的。对于具有轴对称性的涡流问题，众所周知，在环流中存在着作为机械系统的基本物理量。本文从机械系统的基本动力学方程出发，将自相似解、特征值系统转化为自洽，得到了二维圆对称涡旋流动的新的精确解，并与已知的精确解作了进一步的比较。关键词：涡旋运动，精确解，特征值系
2014-01-14 physics.flu-dyn
Flow patterns induced by a moving disturbance in rotational flows within the forced Korteweg-de Vries equation
该研究针对有限深度常涡量剪切渠道中弱非线性弱色散 regime 下的水面运动扰动流场，在扰动运动系中求得两支定常解，分析了驻点、Kelvin猫眼结构及流动分岔规律，揭示了强迫条件下小涡量高速扰动也可产生驻点的特性。
2023-08-23 physics.flu-dyn
Turbulence generation by a shock wave interacting with a random density inhomogeneity field
当平面激波与激波前密度不均匀性的随机模式相互作用时，它会产生各向异性的湍流速度/涡度场。这种湍流在压缩流体混合过程的早期阶段起着重要作用。这种情况自然出现在冲击波与惯性约束聚变（ICF）中的弱非均匀氘芯泡沫靶和天体物理学中的密度团块/云的相互作用中。我们提出了一个精确的小振幅线性理论描述这种相互作用。它是基于精确的时间和空间演化理论的波纹激波阵面后面的扰动量的单模预激波非均匀性。适当的模式平均在2D的结果在封闭的解析表达式的湍流动能，速度和涡量场的各向异性程度的冲击流体，冲击放大的密度不均匀性，和声波能量通量辐射下游。这些显式公式在弱/强激波和高度可压缩流体的重要渐近极限中得到进一步简化。与激波与激波前各向同性涡量场相互作用的相关问题的比较也被提出。
2010-11-16 physics.flu-dyn
A Zero-Flux Material Cylinder in the Unsteady Kiknadze--Krasnov Vortex
Arab Academy for Science, Technology and Maritime Transport（阿拉伯科学、技术和海运学院）
本文为非定常黏性涡推导出精确物质环量面，该面兼具拉格朗日径向划分、峰值涡量位置和零传递环量边界，可作为数值误差评估基准。
2026-10-05 physics.flu-dyn
Mean flow generation by three-dimensional non-linear internal wave beams
研究了弱非线性内波束产生强平均流的问题。与微扰展开，我们构造解析解的三维内波束，精确到一阶精度的粘性参数。我们特别关注通过振荡边界产生波束的微妙之处，例如实验室设置中的造波器。线性化方程组的精确解使我们能够导出平均垂直涡度产生项的解析表达式，它引起水平平均流。虽然与粘性光束衰减相关的平均流生成-称为流-之前已经描述过，但我们是第一个还包括振荡壁附近的特殊无粘性平均流生成的人，这是由振荡边界的横向边缘处的线涡引起的。我们的平均垂直涡量生产的理论表达式是在较早的实验室实验，以前未被识别的无粘平均流产生机制是显着的一致。
2018-12-12 physics.flu-dyn
On the recovery of traveling water waves with vorticity from the pressure at the bed
我们提出了高阶近似公式恢复表面海拔从压力在床和背景剪切流小振幅斯托克斯和孤立水波。它们提供了压力传递函数和流体静力近似的改进。该公式比较合理以及渐近近似的准确关系之间的压力在床和表面波在零涡的情况下，但他们将涡的影响，通过解决方案的瑞利方程。几个例子进行了讨论。
2015-10-08 math-ph math.AP math.MP
On the Role of Strain and Vorticity in Numerical Integration Error for Flow Matching
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文分析了流匹配中应变和涡量对积分误差的影响，证明应变通过对数范数控制指数误差放大，而涡量仅线性影响局部截断误差，提出加权雅可比正则化方法，实验验证了理论预测，提升了积分精度。
2026-04-22 cs.CV cs.LG physics.flu-dyn
Exact regularized point particle (ERPP) method for particle-laden wall-bounded flows in the two-way coupling regime
将精确正则化点粒子（ERPP）方法推广到有壁面存在时粒子与流体的相间动量耦合问题，考虑了由于粒子靠近固体边界而产生的涡量。ERPP方法通过允许模拟广泛的参数空间（斯托克斯数、质量负载、颗粒与流体密度比和雷诺数）和不均匀的颗粒空间分布（每个计算单元很少颗粒）来克服其他方法的局限性。对增强型ERPP算法进行了详细的解释，并考虑全局脉冲平衡对算法进行了验证。在颗粒靠近壁面的情况下，这是壁面有界湍流中的一种常见情况，对总冲量的主要贡献来自固体边界处的颗粒诱导涡量。该方法被应用于直接数值模拟中的双向耦合制度，以解决湍流调制的含颗粒的湍流管流。研究了质量载荷、斯托克斯数和颗粒与流体密度比对颗粒流动的影响。相对于非耦合情况，阻力要么不变，要么被颗粒增加。在所考虑的参数空间中没有发现阻力减小。动量应力预算，其中包括一个额外的压力贡献的颗粒，提供了背后的阻力行为的理由。额外的应力产生了一个朝向壁面的动量通量，它强烈地改变了粘性应力，粘性应力是固体边界处阻力的罪魁祸首。
2019-07-20 physics.flu-dyn
A simple Lagrangian for shallow water equations with constant potential vorticity
Tomsk Polytechnic University（托木斯克理工大学）；Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics（托木斯克国立控制论和无线电电子大学）
受规范场描述启发，本文为常位势涡度浅水方程构建简单拉格朗日量，不依赖辅助场，并利用群论方法找到与标度对称性相关的新精确解。
2026-10-06 hep-th physics.flu-dyn
Vorticity dynamics of revolving wings: The role of planetary vortex tilting on the stability of the leading-edge vortex
本文研究了旋转机翼前缘涡的涡量动力学和稳定性。以往的研究表明，科里奥利加速度和展向流都发挥了关键作用，在稳定的LEV，但是，确切的机制仍然不清楚。目前的研究探讨了一种机制，涉及科里奥利加速度的影响，展向流，和倾斜的行星涡限制增长的LEV。具体地说，该机理表明，展向流中的垂直梯度可以在科里奥利加速度中产生垂直梯度，这反过来又会在LEV内产生相反符号的涡量。科里奥利加速度的梯度对应于行星涡旋倾斜（PVTr）的展向（径向）分量，其将行星涡旋重新定向到展向方向，因此产生相反符号的LEV涡度。使用内部的浸入边界法流动解算器，对不同展弦比（AR= 3，5和7）和雷诺数（Re=110和1400）的旋转机翼的这种机理以及其它涡动力学进行了研究。涡度动力学分析表明，PVTr始终产生相反签署的涡度的所有值的AR和Re调查，虽然其他三维现象发挥类似的，但更占主导地位的作用时，Re = 1400。此外，随着AR的增加，由于平流的幅度减小，PVTr的相对强度增加。最后，研究了AR和Re对涡动力学和LEV稳定性的影响。
2018-06-27 physics.bio-ph physics.flu-dyn
An immersed interface method for the 2D vorticity-velocity Navier-Stokes equations with multiple bodies
我们提出了一个浸入界面方法的涡速度形式的二维纳维-斯托克斯方程，直接解决的挑战所带来的多连通域，非凸障碍，并在浸入表面上的力分布的计算。浸入界面法被重新解释为一个多项式外推的流量和边界条件的障碍，减少其计算和实施的复杂性。在流动中，涡量输运方程离散使用保守的有限差分格式和显式龙格-库塔时间积分。速度重建问题转化为一个标量泊松方程，离散与保守有限差分，并使用FFT加速迭代算法求解。整个保守差分的使用导致离散开尔文定理的精确执行，这提供了模拟多连接域和流出边界的关键。该方法实现了二阶空间精度和三阶时间精度，并在内部和自由空间域的各种二维流上进行了验证。
2021-09-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Steady periodic hydroelastic waves and Wilton ripples with constant vorticity
Jiangsu University（江苏大学）
该研究分析有限深度常涡量流体的稳态周期水弹性波，推导自由表面的四阶拟线性伪微分方程，得到1:2共振下的倍周期二次分支，给出二次本构律的共振系数闭式及层流滞止线判据。
2026-08-18 math.AP physics.flu-dyn
Exact solutions for nonlinear trapped lee waves in the $β$-plane approximation
针对β平面近似中纵向大气气流上的三维非线性捕获背风波，研究给出Lagrangian形式的类Gerstner精确解，并推导色散关系及定性分析密度、压力与涡量。
2024-02-28 math.DS physics.flu-dyn
Oblique waves on a vertically sheared current are rotational
在研究存在切变流的表面波时，一个有用的和研究得很多的模型是切变流具有恒定涡度的模型。最近，它被康斯坦丁[Eur。J. Mech. B/Fluids 30（2011）12-16]，恒定涡度的流动只能允许波精确地向上游或下游行进，但不能以相对于水流的倾斜角度行进，并且此后已经出现了相同效果的若干证据。然而，物理波不可能遵守这样的限制。我们解决的悖论表明，一个斜平面波传播的恒定涡量的电流顶部根据线性化的欧拉方程进行了起伏扰动的涡量场，因此不禁止的康斯坦丁定理，因为涡量不是恒定的。涡量场的扰动很容易用拉格朗日的观点解释为当波经过时，波动使涡线轻轻地移动和扭曲。在上游或下游传播的特殊情况下，涡线的波动平流不影响欧拉涡度场，与定理一致。我们的结论是，斜波的剪切流的研究需要一个形式主义允许起伏扰动的涡度场，和恒定涡度模型是有帮助的，只有在某些二维系统。
2015-11-09 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
Confined Vortex Surface and Irreversibility. 1. Properties of Exact solution
根据最近发现的非对称涡面（AM，2021），我们修正了定常涡面理论。这些表面通过调整它们的不连续性和形状来避免开尔文-亥姆霍兹不稳定性。涡量坍缩到涡面只是在很久以前伯格斯和汤森考虑过的一种例外情况下，在这种情况下，涡量在涡面的两侧都以高斯形式衰减。在一般的非对称涡面（Shariff，2021）中，涡量向一侧或另一侧泄漏，使得这种涡面不足以进行涡面统计和异常耗散。我们推测，在湍流涡崩溃的一种特殊的表面（封闭涡面，或CVS），满足一些方程，涉及切分量的局部应变张量。最重要的定性观察是，这个解的稳定性所需的不等式打破了欧拉动力学的时间可逆性。我们将其解释为动态不可逆性。我们还将涡度拟能表示为一个表面积分，在紊流极限下，涡拉伸项和粘性扩散项在CVS表面上正好相互抵消，在纳维-斯托克斯方程中守恒。研究了具有两个不同特征值的任意恒定背景应变下圆柱涡面的CVS方程。这个方程减少到一个特定版本的固定Birkhoff-Rott方程的二维流动与额外的非解析项。我们研究了这个方程的一些一般性质，并将其解归结为球面上映射的不动点，由Brouwer定理保证其存在。
2021-06-30 hep-th nlin.CD physics.flu-dyn
Stochastic Lagrangian Dynamics of Vorticity. II. Channel-Flow Turbulence
本研究利用基于随机拉格朗日流的涡量动力学理论，结合$Re_τ=1000$的湍流槽道模拟数据，发现近壁涡旋抬升是大范围分布式过程，提出虚拟重联机制解释拉格朗日混沌与饱和涡量的共存，并揭示经典流体与量子超流体的动力学共性。
2019-12-13 cond-mat.quant-gas nlin.CD physics.comp-ph
Available potential vorticity and the wave-vortex decomposition for arbitrary stratification
本文提出任意分层旋转非静力流中基于等密度面偏差的可用位涡（APV）闭合表达式，证明能量正交分解本质上是PV反演，并利用投影算子恢复波解，揭示中尺度涡旋垂直结构约束及气旋-反气旋不对称性。
2024-03-29 physics.ao-ph physics.flu-dyn
The Maintenance of Coherent Vortex Topology by Lagrangian Chaos in Drift-Rossby Wave Turbulence
提出“位涡桶队接力”机制，通过随机拉格朗日表示和近可积性，解释并验证了非均匀混合如何增强磁约束聚变等离子体等系统中涡旋结构的韧性。
2024-06-03 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Vortex solution in elliptic coordinates
旋涡（具有闭合椭圆流线的流动）是可压缩欧拉方程的精确非线性解。在这篇文章中，我们使用微分几何推导笛卡尔坐标和椭圆坐标之间的转换，并表明，在椭圆坐标系中的恒定涡流减少到$\dotμ=0$和$\dotν={\rm const}$沿流线$μ_0$匹配的涡偏心率。
2021-07-26 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Shear Flow Stabilization of a z-Pinch Plasma in the Presence of a Radial Temperature Gradient
本文将前人关于恒温磁化等离子体的涡量剪切流稳定化的研究推广到非恒温等离子体，在非恒温等离子体中，当存在热源或热汇时，热磁能斯特效应变得重要。特别感兴趣的是这种效果对稳定的线性z箍缩放电的精确解。对于亚音速剪切流不稳定的解，如果流动是超音速的，就变得稳定了.
2010-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Measuring fluxes between wave and geostrophic features in rotating non-hydrostatic flows with variable stratification
该研究提出了一种框架，用于在具有变量层结的旋转非静力流中分离波和地转成分，并量化其能量通量和转移。
2025-11-22 physics.ao-ph physics.flu-dyn
The Josephson-Anderson Relation and the Classical D'Alembert Paradox
推广了P.W. Anderson和E. R. Huggins，我们证明了“详细的约瑟夫森-安德森关系”适用于在经典不可压缩流体中以速度${\bf V}.$流动的有限物体上的阻力。该关系断言阻力的瞬时功率消耗$-{\bf F}\cdot{\bf V},$和穿过潜在质量流的涡量通量之间精确相等，$-(1/2)\int dJ\int ε_{ijk}Σ_{ij}\,d\ell_k.$这里$Σ_{ij}$是守恒的$j$第n个涡度分量的第$i$坐标方向上的通量，在$\ell$上沿理想欧拉方程的势流解${\bf u}_ϕ=\nablaϕ$的流线进行积分，并携带质量流$dJ=ρ\,{\bf u}_ϕ\cdot d{\bf A}.$。Lighthill关于物体绕流的理论，特别是稳态关系式$(1/2)ε_{ijk}\langleΣ_{jk}\rangle =\partial_i\langle h\rangle,$（其中$h=p+(1/2)|{\bf u}|^2$是广义焓或总压），将Lighthill关于固体壁涡产生的理论推广到流动内部。我们用这些结果来解释身体上的阻力的涡旋动力学，统一的经典流体和量子超流体的理论。结果为无限雷诺数下的“达朗贝尔悖论”提供了一个新的解，并暗示了湍流减阻的必要条件。
2021-03-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.flu-dyn
On the role of continuous symmetries in the solution of the 3D Euler fluid equations and related models
我们回顾和应用连续对称的方法来寻找三维欧拉流体方程的解决方案在几个感兴趣的情况下，通过建设的运动常数和无穷小对称，而不诉诸Noether定理。我们表明，涡度场是一个对称的流动，所以如果流承认另一个对称，然后可以构建一个李代数的新的对称性。对于稳定的欧拉流，这直接导致（非）贝尔特拉米流的区别：一个例子给出的拓扑结构的空间流形决定是否可以构建额外的对称性。接下来，我们研究了由Giant等人（Physica D，vol.132，1999，pp.497-510）引入的3D Euler流体方程的停滞点型精确解以及由Mulungye等人（J. Fluid Mech.，第771卷，2015年，第468 -502页）。应用对称性的方法，这些模型允许明确集成的领域沿路径，揭示了一个精细的结构爆破的涡度，它的拉伸率，和回标签地图，取决于自由参数的值和初始条件。最后，我们产生明确的爆破指数和前置因子的一般类型的初始条件。
2022-01-24 math.AP physics.flu-dyn
Formation of nonlinear waves in decelerated centrifuges of noncircular cross-section
本文在理想流体近似下，数值研究了部分充满的非均匀旋转容器中具有自由边界的平面流动，该容器具有强非圆形横截面。涡量被假定为恒定的整个流体，从而使我们能够应用最近开发的，高效的数值方法的基础上，精确的运动方程的自由边界的保形变量和快速傅立叶变换算法。结果表明，减速旋转的离心机导致形成强烈的非线性破碎波与尖锐的波峰，和波翻转发生在旋转方向或反对它，取决于（负）角加速度的值。
2022-06-08 nlin.PS physics.flu-dyn
On the exact solutions of (magneto)hydrodynamic systems and the superposition principles of nonlinear helical waves
本文用统一意义上的螺旋表象系统地阐述了几种流体力学模型的任意振幅圆偏振波的限制叠加原理。结果表明，只有单波长同手征Beltrami模和一维二分量分层涡模（我们称之为XYz流/波）满足任意振幅叠加以消除一般非线性的一般模式;同时，对于某些特定情况，还有其他特殊的叠加原理。我们试图评论与地球和/或天体物理流体和磁流体动力学湍流问题的可能联系，如旋转湍流，发电机和太阳大气湍流，特别是与引入局部冻结在一些（随机分布）时空区域的无序。最近关于霍尔和完全双流体磁流体力学的精确解的分歧也解决了这样的治疗。这项工作的补充，通过研究模式，完全杀死三元相互作用或非线性，以前的研究热化纯粹从三元相互作用，反过来又提供了替代的视角的非线性。
2014-07-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
Extension of a mathematical analogy between vortical flows without surface tension and irrotational capillary flows
Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）
本研究将无表面张力涡流与无旋毛细流动之间的数学类比扩展到剪切流中的空腔涡与应变流中的毛细气泡，构造了精确解与数值解，并发现了共形映射恒等式。
2026-10-14 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Mechanical analogy for the wave-particle: helix on a vortex filament
理想流体中涡丝的小振幅-螺纹比螺旋结构的行为完全类似于德布罗意波。量子力学的复值代数在空间曲线的微分几何中找到了一个简单的力学解释。波函数的含义是螺旋线绕螺旋轴旋转的速度。螺旋的类型不同-右旋或左旋。两种螺旋波在非均匀流体涡场中的偏转方式与施特恩-格拉赫实验中自旋粒子的偏转方式相同。
2001-04-01 nlin.PS physics.ed-ph physics.flu-dyn
On the instability of some upward propagating, exact, nonlinear mountain waves
Faculty of Mathematics, University of Vienna（维也纳大学数学学院）
采用短波长不稳定性方法，研究了在干绝热流动假设下描述向上传播山地波的精确解的线性不稳定性，发现当波陡度超过1/3的临界阈值时流动变得不稳定，并在对流层顶下方存在不稳定层。
2026-10-02 math-ph math.AP math.DS
