Numerical Study of Compressibility and Velocity Parameter Effects on Spatially Evolving Supersonic Turbulent Shear Layers
Michigan State University（密歇根州立大学）；Texas A&M Corpus Christi（德克萨斯农工大学科珀斯克里斯蒂分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过直接数值模拟研究了对流马赫数和速度参数对超声速湍流剪切层增长率、自相似性、统计量、不对称性和卷吸的影响，提出了自相似缩放并推导了卷吸比的闭合表达式。
2026-07-02 physics.flu-dyn
Intrinsic compressibility effects in near-wall turbulence
本文通过平均物性近乎均匀的可压缩槽道流直接数值模拟，揭示内在可压缩性通过近壁膨胀压缩对消下扫与上抛、削弱准流向涡，从而降低湍流剪切应力并改变速度剖面和流向湍流强度。
2024-06-11 physics.flu-dyn
Turbulent Reconnection in Relativistic Plasmas And Effects of Compressibility
本文利用三维相对论电阻磁流体力学模拟研究了湍流对相对论等离子体中磁重联的影响。我们发现，由于湍流效应类似于非相对论的情况下，重新连接率成为独立的等离子体电阻率。我们还发现可压缩湍流效应修正了非相对论不可压缩等离子体中预测的湍流重联率;当注入速度接近Alfvén速度时，重联率饱和甚至衰减。结果表明，当Alfvén马赫数达到约$0.3$时，当可压缩分量变为不可压缩模式的一半时，可压缩性不容忽视。所获得的最大重连率约为$0.05$至$0.1$，如果注入规模与片材长度相当，则其将能够达到约$0.1$至$0.2$。
2015-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Compressibility correction to the k-$ω$ turbulence model that considers the wall-cooling effect
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出改进的k-ω模型，通过修正速度剖面斜率，提升压缩性湍流通道流和强壁面冷却高超音速边界层的预测精度。
2025-08-18 physics.flu-dyn
Clustering of floaters on the free surface of a turbulent flow: an experimental study
本文对漂浮在湍流表面的毫米级球体的统计特性进行了实验研究。该流动是由电磁力在液态金属层中产生的。通过使用两个磁体阵列，我们能够创建一个高度波动的流和另一个更稳定的流。在这两种情况下，我们遵循数百个颗粒漂浮在变形的液体金属界面的运动。我们的证据聚集的漂浮物的统计研究，当地的颗粒浓度。揭示了团簇的一些动力学性质。我们执行粒子浓度和流体力学量与惯性效应之间的空间相关性;与涡旋运动，并与水平发散（对应于表面的可压缩性）。通过比较这些相关性，我们提出了所谓的表面压缩性作为我们系统中的主要聚类机制。因此，虽然漂浮物不是被动标量，并在变形表面上移动，但该方案与湍流的几乎平坦的自由表面上的被动标量报告的方案相似。
2016-07-01 physics.flu-dyn
Particle drift in turbulent flows: the influence of local structure and inhomogeneity
颗粒与湍流结构相互作用的方式，特别是在高涡度和应变率的区域中，已经在均匀湍流的模拟和具有周期性或持续性结构的简单流中进行了研究，例如分离流和混合层。已经报道了在重力和扩散下沉降的影响，并且沿着颗粒轨迹的底层颗粒速度场的发散性（可压缩性）已经被认为是量化这些特征的重要量。本文展示了如何将这些功能可以在一个正式的方式到一个双流体模型的分散颗粒相。特别是PDF方程的粒子速度和位置的随机过程的基础上，涉及到的粒子速度和局部压缩性沿粒子轨迹的统计，推导出以前。PDF方程引起的漂移和颗粒扩散系数，取决于这些量与当地的载体流速的相关性的贡献。关键词：湍流结构，颗粒弥散，漂移，PDF方法
2012-05-25 physics.flu-dyn
Kazantsev dynamo in turbulent compressible flows
我们考虑的运动学波动发电机问题的流是随机的，白色的时间，螺线管和潜在的组件。该模型是Kazantsev模型的推广。如果螺线管部分和势流部分具有相同的标度指数，则随着流动的可压缩性增加，增长率减小，但保持为正。如果螺线管和潜在的部分的标度指数不同，特别是如果它们对应于典型的柯尔莫哥洛夫和伯格斯值，我们再次发现，在压缩性的增加减缓增长率，但不关闭它。慢下来，但是，较弱的临界磁雷诺数是低于螺线管和潜在的组件显示柯尔莫哥洛夫标度。有趣的是，我们发现存在这样的情况：当势部分比螺线管部分更光滑时，压缩性的增加会增加增长率。我们还发现，标度指数的临界值以上的发电机被认为是统一的压缩性无关。最后，我们认识到，尺寸$d = 3$是特殊的，因为对于所有其他值的$d$的临界指数较高，并取决于压缩性。
2019-03-01 astro-ph.GA nlin.CD physics.flu-dyn
Direct numerical simulations of shocklet-containing turbulent channel counter-flows
逆流或逆流配置可以保持高湍流强度并表现出显著的混合水平。我们之前已经介绍了一种壁边界逆流湍流通道配置（Physical Review Fluids，6（9），p.094603）。作为一个有效的框架来研究压缩性对湍流的影响。在这里，我们扩展我们以前的直接数值模拟研究到一个相对较高的马赫数（M=0.7）调查强压缩性的影响（也通过减少普朗特数从Pr=0.7到0.2），和非定常激波结构的形成和演变。结果表明，该布局能够产生高度湍流，并具有嵌入激波和膨胀概率密度函数的显著不对称性。获得了接近1的峰值湍流马赫数，但发现湍流耗散对总耗散的贡献仅限于6%。
2022-05-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Controlling Turbulent Flows in Compressible Active Liquid Crystals
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Emory University（埃默里大学）；Brandeis University（布兰迪斯大学）
基于光图案化准二维活性悬浮液实验，发展可压缩活性向列相连续介质理论，以压缩率为调节旋钮，引导活性湍流，稳定动力学稳态，确立压缩率为活性向列相悬浮液密度变化和湍流的控制参数。
2026-10-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Compressibility effects on the scalar mixing in reacting homogeneous turbulence
通过直接数值模拟（DNS）产生的数据，研究了可压缩性和反应热对衰减各向同性湍流和均匀剪切流中标量混合的影响。该反应被建模为一步，放热，不可逆和Arrhenius型。对于剪切流模拟，标量耗散率以及机械耗散与标量耗散的时间尺度比受压缩性和反应的影响。考虑归一化混合分数梯度方差的输运方程和混合分数梯度与螺线管应变率张量的特征向量之间的相对取向来解释这种效应。
2002-09-13 physics.flu-dyn
Spectral analysis on transport budgets of turbulent heat fluxes in plane Couette turbulence
近几年来，人们对壁湍流中的逐尺度能量传输进行了深入的研究，并对湍流能量在空间和尺度间的复杂传输进行了探讨。由于强化传热是湍流的一个重要方面，从工程的角度来看，它也是重要的研究如何湍流热通量的空间和尺度上的非线性多尺度相互作用的壁湍流和湍流能量。本文利用直接数值模拟的方法研究了具有被动标量传热的平面Couette湍流热通量的谱输运收支。详细研究了展向温度脉动谱和速度-温度关联的输运预算，并与相应的雷诺应力谱进行了比较。这些尺度之间的相似性和差异进行了讨论，特别侧重于尺度间传输和空间湍流扩散的作用。结果表明，温度统计量的谱输运与雷诺应力的谱输运十分相似，特别是雷诺切应力和壁面法向湍流热通量的谱输运普遍存在逆尺度间传输
2022-05-31 physics.flu-dyn
Detailed derivation of scale-Space Energy Density Transport Equation for Compressible Inhomogeneous Turbulent Flows
尺度空间能量密度函数$E(\mathbf{x}, \mathbf{r})$定义为两点速度相关的导数。函数E描述了在位置x处尺度r的湍流动能能量密度，并且可以被认为是谱能量密度函数概念对非均匀流的推广。我们推导了可压缩流中尺度空间能量密度函数的输运方程，以更好地理解尺度间的能量传递和能量相互作用的非局部性程度。具体来说，变密度和膨胀的湍流能量动力学的影响。预计这些研究结果将产生更深入的了解压缩性的影响，导致改进的模型在所有级别的关闭质量通量，密度方差，压力膨胀，压力应变相关性和湍流耗散过程。
2020-10-05 physics.flu-dyn
A Parallel Integrated Computational-Statistical Platform for Turbulent Transport Phenomena
在本文中，我们提出了一个开源的，自动化的，多方面的计算统计平台，以获得合成均匀各向同性湍流和被动标量传输。一个并行实现的著名的伪谱方法，除了全面记录的统计和小规模的数量的湍流运输提供分布式存储器CPU为基础的超级计算机上执行。用户友好的工作流程和易于运行的设计开发的包是通过一个广泛的和一步一步的例子公开。由此产生的低阶和高阶统计记录生动地验证了完善和充分发展的湍流状态以及守恒定律的无缝统计平衡。该平台提供的后处理工具将使用户能够容易地从原始湍流场构建多个重要的输运量。
2020-12-09 physics.flu-dyn
Scale-space energy transport in anisotropic inhomogeneous buoyancy-driven turbulent flows
本文提出新数学框架描述物理与尺度空间中湍流动能和传热收支，推导非均匀各向异性浮力驱动湍流的两个精确输运方程，后处理Rayleigh-Bénard对流数据集并量化非均匀性贡献。
2024-11-26 physics.flu-dyn
A framework of the transport model for high-order eddy viscosity tensor in two-dimensional turbulent flow
基于改进Boussinesq假设中的涡粘张量概念，从二阶矩模型出发，通过张量分析，推导出了高阶涡粘张量在2D-3C湍流结构中的输运模型.
2023-02-11 physics.flu-dyn
Turbulent transport and dynamo in sheared MHD turbulence with a non-uniform magnetic field
本文研究了大尺度速度和非均匀磁场共同作用下的三维磁流体动力学湍流。通过假设湍流由螺旋和非螺旋谱的外力驱动，我们研究了这两个剪切对湍流强度和湍流输运的综合影响，湍流扩散系数（湍流粘度，$α$和$β$效应）与雷诺数相似。结果表明，在弱和强磁场的限制下，湍流粘性和扩散系数分别对强剪切和强磁场发生猝灭。对于弱的流动剪切，我们进一步表明，磁剪切增加的湍流强度，同时降低湍流输送。在存在强流动剪切的情况下，发现磁剪切的效果通过增强湍流和运输来对抗流动剪切的效果（其由于剪切稳定而减少湍流），从而通过流动剪切稳定来减弱强猝灭。在强磁场的情况下（与流动剪切相比），磁剪切增加湍流强度并淬灭湍流传输。
2009-07-07 physics.flu-dyn
Effect of a polymer additive on heat transport in turbulent Rayleigh-Bénard convection
测量的热传输，表示为努塞尔数$Nu$，报告的湍流瑞利-贝纳德对流的水含有高达120 ppm的聚-[环氧乙烷]的分子量为$4\times10^6$克/摩尔。在瑞利数范围内，$ 5\times 10^9 \alt Ra \alt 7 \times 10^{10}$ $Nu$比纯水小10%。
2009-10-19 physics.flu-dyn
Characterisation of rough-wall drag in compressible turbulent boundary layers
University of Southampton（南安普顿大学）；University of the Bundeswehr Munich（慕尼黑联邦国防军大学）；University of Melbourne（墨尔本大学）
研究探讨了在压缩流中粗糙壁摩擦的表征问题，通过实验数据发现摩擦因子与马赫数相关，并提出了三种经验修正方法以提高预测精度。
2026-03-25 physics.flu-dyn
Elucidating coherent structures, transport barriers and entrainment in turbulent fountains in stratified media
利用三维有限时间李雅普诺夫指数，分析了不同条件下分层介质中湍流喷泉的流动组织。占主导地位的拉格朗日相干结构负责在三种不同的配置中的运输障碍建议的自相似行为。在提出了一个标准界定的边界面的上升喷泉，我们量化的卷吸和再卷吸率充分发展的流动条件下，使用适当的系数。最后，我们的分析被应用到选择性倒置水槽，湍流喷泉的技术应用，确定湍流的主要机制有利于设备的效率。
2022-05-16 physics.flu-dyn
Transport of magnetic field by a turbulent flow of liquid sodium
我们研究了在冯卡门几何中产生的液体钠的湍流对靠近流动前沿放置的磁体的局部场的影响。我们观察到，该领域可以运输的距离大于其积分长度尺度的流量。在最湍流的位形中，大距离平流场的平均值为零。然而，波动的均方根值随磁雷诺数线性增加。平流场是强间歇性的。
2006-04-06 physics.flu-dyn
Passive scalar transport in rotating turbulent channel flow
采用直接数值模拟的方法研究了展向系统旋转条件下槽道湍流中标量输运问题。雷诺数$Re = U_b h/ν$固定为$20\,000$，旋转数$Ro = 2 Ωh/U_b$在0至1.2之间变化，其中$U_b$是整体平均速度，$h$是半通道间隙宽度，$Ω$是旋转速率。标量值是恒定的，但在两个壁不同，导致稳定的标量输运通过通道。旋转导致不稳定的通道侧具有相对较强的湍流和湍流标量输送，以及稳定的通道侧具有相对较弱的湍流或层流，弱湍流标量输送，但大的标量波动和陡峭的平均标量梯度。在稳定通道侧的某些$Ro$处观察到的不同的顺磁层流模式在标量梯度场中诱导类似的模式。研究的主要结论是，旋转降低了标量和速度场之间的相似性，标量动量输运的雷诺类比不适用于旋转湍流槽道流。这是由速度和标量波动之间的相关性降低，并强烈减少湍流普朗特数小于0.2的不稳定通道侧远离壁在较高的$Ro$。在不稳定通道一侧，标量尺度变得比湍流尺度更大，根据光谱和湍流标量通量矢量变得更一致的平均标量梯度由于旋转。预算中的标量能量和标量通量的控制方程，以及其他相关的湍流建模统计。
2017-10-30 physics.flu-dyn
Turbulent transport of material particles: An experimental study of finite size effects
我们使用的声学拉格朗日跟踪技术，特别是适用于测量开放流，和一个多功能的材料颗粒发生器（在肥皂泡的形式与可调的大小和密度）来表征拉格朗日统计的有限大小，中性浮力，颗粒在各向同性湍流的空气中传输。我们改变了相应的湍流惯性尺度的范围内的颗粒的大小，并探讨如何湍流强迫所经历的颗粒取决于它们的大小。我们发现，虽然间歇性加速度概率密度函数的全局形状并不显着依赖于颗粒的大小，粒子的加速度方差降低，因为它们变得更大的协议与经典缩放的欧拉压力波动的频谱在载流。
2007-07-11 physics.flu-dyn
Crossover of the relative heat transport contributions of plume ejecting and impacting zones in turbulent Rayleigh-Bénard convection
湍流热对流的特点是形成大尺度结构和强烈的空间不均匀性。本文研究了大尺度羽流喷射与羽流影响区在湍流瑞利-贝纳德对流中的相对热输运贡献。基于直接数值模拟的二维（2-D）的问题，我们表明存在一个交叉的壁热传输从最初的影响为主，最终喷射为主的瑞利数为$Ra\approx 3 \times 10^{11}$。这与在较低Ra的3-D对流中观察到的趋势一致，因此我们预计在那里也会发生类似的交叉。我们确定了一个湍流混合区的发展，连接到热羽流排放，作为交叉的主要机制。混合区逐渐垂直和水平延伸，因此对整个热传递变得越来越占主导地位。
2021-04-08 physics.flu-dyn
Mutual coherent structures for heat and angular momentum transport in turbulent Taylor-Couette flows
在这项研究中，我们报告的数值结果的热$Nu$和角动量$ν_{t}/ν$在泰勒-库埃特（TC）流受到径向温度梯度的湍流传输。直接数值模拟在TC单元中进行，半径比$η=0.5$和纵横比$Γ=8$为两个瑞利数（$Ra=10^5$，$10^6$）和两个普朗特数（$Pr=0.7$，$4.38$），而雷诺数$Re$在$0 \le Re \le 15000$的范围内变化。随着$Re$的增加，流动经历了两个不同的转变：第一个转变是从对流为主的制度的过渡制度，与大规模的纬向环流演变为螺旋涡;第二个转变发生在旋转为主的制度时，泰勒涡从弱非线性状态变成湍流状态。特别是，当流动由湍流泰勒涡控制时，我们发现这两个传输过程都表现出幂律标度：$Pr=4.38$的$Nu\sim Re^{0.619\pm0.015}$，$Pr=0.7$的$Nu\sim Re^{0.590\pm0.025}$和两个$Pr$的$ν_{t}/ν\sim Re^{0.588\pm0.036}$。这些标度指数表明，热和角动量的径向传输的类似机制，这是进一步证明了湍流粘度与扩散率的比率是独立的$Re$的事实。为了说明湍流输运的基本机制，我们通过分析热通量和动量通量密度的空间分布来提取相干结构。我们的研究结果揭示了相互湍流结构，通过该结构，热量和角动量被有效地传输。
2021-11-24 physics.flu-dyn
Flow visualization using momentum and energy transport tubes and applications to turbulent flow in wind farms
作为基于质量通量的经典流管的推广，动量和能量传输管的概念被讨论作为流动显示工具。这些输运管分别具有这样的性质，即在它们各自的管幔上不存在动量或能量通量。作为使用大涡模拟数据的示例应用，在充分发展的风力涡轮机阵列边界层中，对大型风力发电场中湍流的平均流结构进行可视化。当涡轮机间距变化时，能量传输管的三维组织变化很大，使得能够可视化最终在阵列内的任何给定涡轮机处可用的动能通量所采取的路径。
2012-10-19 physics.flu-dyn
Anisotropic mean flow enhancement and anomalous transport of finite-size spherical particles in turbulent flows
本研究通过调节悬浮液参数，发现固体颗粒在ABC湍流中沿准直线轨迹运动并增强平均流能量，使最大尺度趋于各向异性准二维状态。
2023-12-27 physics.flu-dyn
Transition between Boundary-Limited Scaling and Mixing-Length Scaling of Turbulent Transport in Internally Heated Convection
湍流热对流中的热传输随着热强迫的增加而增加，但在几乎所有的研究中，这种增加的速率都比如果传输变得独立于分子扩散率的话慢-热传输缩放比混合长度（或“终极”）缩放慢。在由热边界条件或内部加热驱动的配置中，热边界层反而导致边界限制（或“经典”）缩放。在不同区域的净零内部加热和冷却，混合长度缩放可以发生，因为热量不需要穿过边界。我们报告的数值模拟中，加热和冷却是不平等的，在各种自然系统中，在普朗特数的团结。随着加热和冷却速率的接近，热传输的标度指数从其边界限制值变化到其混合长度值。
2022-07-11 physics.flu-dyn
Enhancing large-scale motions and turbulent transport in rotating plane Poiseuille flow
根据大尺度羽流的特性，提出了一种喷射/抽吸控制策略，以增强羽流的强度和被动标量在旋转平面Poillille流中的湍流输运。该控制在稳定侧保持经典的非穿透条件，在不稳定侧规定展向变化的壁面法向速度。直接数值模拟结果表明，在中等转速下，极弱的喷射/抽吸（控制侧的均方根速度低于本体平均速度的$1\%$）和适当分布的狭缝可以显著增强与喷射狭缝具有相同空间分布的大尺度羽流。另外，增加羽流间距，可以提高湍流输送效率。因此，考虑到强度和传输效率，喷射槽之间的距离应略大于羽流之间的固有距离，以实现最大的湍流传输增强。为了比较，在不稳定侧和稳定侧的喷射/抽吸的非穿透条件下的控制也进行了仿真研究。结果表明，相对于不稳定侧，稳定侧的喷吸对流动的影响要小得多。这是因为羽流产生在不稳定的一侧，控制羽流的起源更有效。
2022-01-22 physics.flu-dyn
Stability and angular-momentum transport of fluid flows between corotating cylinders
角动量的湍流输运是解释天体物理盘吸积的必要过程。虽然在实验中已经测试了盘状流的流体动力稳定性，但结果是矛盾的，并且建议层流或湍流。这里报道的直接数值模拟表明，目前研究的实验室流动是流体动力学不稳定的，并成为湍流在低雷诺数。潜在的不稳定性源于轴向边界条件，影响全局流动，并增强角动量输运。
2012-03-22 physics.flu-dyn
Transport and modeling of subgrid-scale turbulent kinetic energy in channel flows
本文研究通道流中亚网格尺度湍动能的输运与建模，基于LES中生成与耗散的局部平衡将稳定混合模型简化为零方程模型，并构造新阻尼函数，在粗网格下取得与原模型等效的性能。
2022-03-24 physics.flu-dyn
Intermittency and Universality in Fully-Developed Inviscid and Weakly-Compressible Turbulent Flows
我们进行了均匀和各向同性可压缩湍流的高分辨率数值模拟，平均三维马赫数接近0.3。我们研究了速度、密度和熵的不透明度的统计性质。对于速度场，这是主要的量，可以比较各向同性不可压缩的情况下，我们发现没有统计差异，其行为在惯性范围内，由于轻微的可压缩性或不同的耗散机制。对于密度场，我们发现证据的“前”的结构，虽然没有冲击产生的模拟。
2007-09-19 nlin.CD physics.flu-dyn
Coherent Structures Governing Transport at Turbulent Interfaces
本文通过在随TNTI运动的参考系中测量FTLE和扩散动量输运屏障，揭示了湍流界面处平流与扩散相干结构分别对应吞并和蚕食机制，并发现内部湍流-湍流界面具有剪切层特征及扩散超层宽度与泰勒微尺度相当。
2024-12-19 physics.flu-dyn
Enhanced transport of flexible fibers by pole vaulting in turbulent wall-bounded flow
研究揭示湍流槽道流中长柔性纤维经壁面碰撞产生类似撑杆跳的反弹迁移，使中心浓度和净通量提高，且该效应随纤维长度接近槽道高度而增强。
2023-04-19 physics.flu-dyn
Tailoring boundary geometry to optimize heat transport in turbulent convection
通过调整湍流Rayleigh-Bénard对流中上边界的几何形状，我们操纵边界层-内部流动相互作用，并使用格子玻尔兹曼方法研究热输运。对于固定的振幅和变化的边界波长$λ$，我们发现，指数$β$的努塞尔-瑞利标度关系，$Nu-1 \propto Ra^β$，是最大化的$λ\equiv λ_{\text{max}} \approx (2 π)^{-1}$，但衰减到平面值在大（$λ\gg λ_{\text{max}}$）和小（$λ\ll λ_{\text{max}}$）的波长限制。指数的变化源于边界层和内部流动之间的耦合的性质。我们提出了一个简单的缩放参数体现这种耦合，它描述了最大的对流热通量。
2015-08-08 physics.flu-dyn
Prandtl-, Rayleigh-, and Rossby-number dependence of heat transport in turbulent rotating Rayleigh-Benard convection
实验和数值数据的传热作为一个功能的瑞利，普朗特，和Rossby数在湍流旋转瑞利-贝纳德对流。对于相对小的$Ra ~ 10^8$和大的Pr，适度的旋转可以将传热提高高达30%。在较大的Ra有较少的传热增强，并在小Pr = 0.7。根本没有传热增强。我们认为，小Pr的行为是由于故障的传热增强Ekman泵，因为更大的热扩散。
2008-11-04 physics.flu-dyn
Transport of inertial spherical particles in compressible turbulent boundary layers
通过直接数值模拟研究马赫数2至6可压缩湍流边界层中惯性球形颗粒的输运，发现压缩性效应显著减弱大惯性颗粒的近壁聚集、小尺度簇聚及流向速度脉动强度，并揭示其与近壁颗粒马赫数及流体密度黏度变化有关。
2024-07-15 physics.flu-dyn
Turbulent transport for wall shear stress fluctuations
The University of Houston（休斯顿大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
本文通过量纲分析和直接数值模拟，研究泊肃叶流与库埃特流中壁面剪切应力脉动的谱特性，发现其由湍流输运主导且随雷诺数增大而增强，并伴随逆能量传递。
2025-10-15 physics.flu-dyn
Fluid Flow as Transport of Probability: Entropy, Compressibility, and Irreversibility
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文将流体密度视为概率密度，通过熵演化揭示宏观可压缩性与微观扩散对熵产生的影响，并给出压缩混合层厚度标度律，经数值模拟验证，为不可逆性提供分析框架。
2026-09-22 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.flu-dyn
Resonance enhanced turbulent transport
本文在E。Kim [ \emph{Physics of Plasmas}，{ \bf 13}，022308，2006]。湍流扩散被发现至关重要地依赖于抑制之间的竞争，由于剪切和增强，由于共振，取决于剪切流和湍流的特征时间和长度尺度。由于多普勒和参数共振，具有有限记忆时间的湍流会增强传输。在不同的参数空间中提供了湍流振幅和传输的标度。结果表明，振荡剪切流不仅在调节湍流的效率较低，但也可以提高湍流扩散的价值，加速湍流输送。
2008-12-15 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Transition Probability to Turbulent Transport Regime
用统计理论分析了在亚边缘湍流等离子体中观察到的热噪声态和湍流态之间的转变现象。通过对具有滞后特性的朗之万方程的数值模拟，得到了湍流脉动的时间发展过程。分析了两种状态之间的转换率。从亚临界分岔点到线性稳定边界之间的整个区域都发生了从湍流状态到热噪声状态的转变。
2002-04-04 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Turbulent transport of radiation in the solar convective zone
本文研究了太阳对流区辐射的湍流输送。导出了辐射强度的平均场方程。结果表明，由于湍流的影响，辐射的有效穿透长度可以增加几倍的辐射的平均穿透长度（定义为一个反平均吸收系数）相比。利用基于混合长度理论的太阳对流区模型（其中平均辐射穿透长度通常远小于湍流相关长度），证明了在太阳表面附近，有效穿透长度与平均辐射穿透长度之比增加了2.5倍。主要原因是压缩效应，在太阳表面附近变得重要，其中温度和密度波动朝着太阳表面增加，增强辐射吸收系数的波动并增加辐射的有效穿透长度。
2021-09-08 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Von Neumann Turbulent Transport Model
我提出了一个简单的模型，基于一个类比冯诺依曼人工粘度，湍流扩散，热扩散和粘度系数用于模拟亚网格湍流扩散在多相数值流体力学，更一般地说，在亚网格湍流粘度和热输运。与冯·诺依曼人工粘性类似，这些系数明确包含网格大小，并且不尝试未解决湍流的定量模型。为了解决通常无法事先知道流动何时何地将变成湍流的问题，当基于Richardson/Rayleigh-Taylor稳定性准则不期望流动为湍流时，将系数设置为零，类似于冯·诺依曼在膨胀流中将人工粘度设置为零。
2009-06-07 physics.comp-ph physics.flu-dyn
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
Spontaneous Transport Barriers Quench Turbulent Resistivity in 2D MHD
这封信确定了二维MHD中湍流电阻率猝灭的物理机制。在没有外加的有序磁场的情况下，自发地形成了磁势的多尺度、斑点-势垒结构。磁能集中在薄的线性屏障中，位于斑点之间的空隙中。势垒抑制了磁能的传输和运动学衰减。势垒形成的局部输运分叉与$\langle A^2\rangle$和负电阻率的逆级联有关，这引起了局部双稳态。对于小尺度强迫，磁势的自发分层发生，势垒位于层之间的间隙。这种结构实际上是一个磁性楼梯。
2019-04-29 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Phoresis in turbulent flows
泳动，由流动中的标量梯度引起的颗粒漂移，可以导致有效的可压缩性，使颗粒彼此聚集或排斥。在这里，我们要问的是，这种效应是否会影响颗粒在湍流中的传输。为此，我们研究了如何修改的云的电泳粒子的分散时，注入流中，连同一滴标量，其效果是短暂地把粒子在一起，或推动他们远离中心的斑点。由此产生的泳动效应可以通过单个无量纲数来量化。现象学的考虑导致简单的预测粒子之间的平均分离，这是一致的直接数值模拟的结果。使用这里提出的数值结果，以及从以前的研究，我们定量讨论这项工作的实验结果和可能的影响，这种泳动机制在自然系统中。
2017-11-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Heat transport measurements in turbulent rotating Rayleigh-Benard convection
我们目前的实验测量湍流瑞利-贝纳德对流与旋转的垂直轴的热传输。流体，即普朗特数（$σ$）约为6的水，被限制在具有7.3 cm $\times$ 7.3 cm和9.4 cm高的正方形横截面的单元中。测量瑞利数$2\times 10^5 <$ Ra $ < 5\times 10^8$和泰勒数$0 <$ Ta $< 5\times 10^{9}$的热传递。我们显示的归一化热输运的变化，努塞尔数，在固定的维旋转速率$Ω_D$，在固定的Ra变化Ta，在固定的Ta变化Ra，并在固定的Rossby数Ro。在$10^7$到大约$10^9$的范围内的热传递的标度大约为0.29，具有Ro相关系数，或者等效地也通过形式为$a Ra^{1/5} + b Ra^{1/3}$的幂律的组合很好地拟合。Ra的范围不足以区分单一幂律或组合幂律缩放。旋转对湍流对流热传输的整体影响进行了评估。
2008-12-01 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Enhanced heat transport by turbulent two-phase Rayleigh-Bénard convection
本文报道了乙烷（C $_2$ H $_6$）样品的湍流传热测量结果，当外加温差$ΔT$跨越液-气共存曲线$T_ϕ(P)$时，从下面加热乙烷样品。当样品顶部温度$T_t$降低到$T_ϕ$以下时，液滴发生凝结，蒸发潜热$H$提供了额外的传热机制，有效电导率$λ_{eff}$随$T_t$的降低而线性增加，并达到最大值$λ_{eff}^*$，比单相$λ_{eff}$大一个数量级。当$P$接近临界压力时，即使$H$消失，$λ_{eff}^*$也急剧增加。我们把这种现象归因于接近临界点时液滴成核速率的提高。
2008-12-13 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Turbulent scalar flux in inclined jets in crossflow: counter gradient transport and deep learning modelling
Stanford University（斯坦福大学）；Citrine Informatics（Citrine信息公司）
采用高分辨大涡模拟（LES）对横流中圆柱形倾斜射流在两种不同速度比（$r=1$和$r=2$）下的流动进行了研究。首先，湍流标量混合的调查揭示了以前观察到的，但无法解释的负湍流扩散率的现象。我们确定了两种不同类型的反梯度运输，普遍存在于不同的地区：第一，在整个迎风剪切层，是由交叉梯度运输;第二，靠近墙后注射，是由非本地效应。然后，我们提出了一种深度学习方法，通过调整先前开发的张量基神经网络来模拟雷诺应力，从而对湍流标量通量进行建模（Ling等人，2016 a）。这种方法使用具有嵌入式坐标系不变性的深度神经网络来预测张量湍流扩散率，该扩散率在用于训练的高保真数据中不可明确获得。在确保分析，矩阵扩散导致对流扩散方程的稳定解，我们采用这种方法在研究中的横流倾斜射流。结果表明，一个简单的模型相比，显着的改善，特别是在交叉梯度效应发挥重要作用的湍流混合。本文提出的模型不限于横流中的射流，它可以用于任何湍流中，其中考虑了标量的雷诺平均传输。
2020-09-28 cs.LG physics.flu-dyn
Turbulence in stably stratified radiative zone
恒星辐射带中的湍流输运是一个很大的课题，人们对此知之甚少。许多物理过程可以潜在地驱动恒星辐射区的湍流，但有限的观测约束和湍流输运模型的不确定性使得很难确定最相关的一个。在这里，我们专注于稳定分层的径向湍流输送的化学品的效果，更特别的情况下，湍流是由径向剪切驱动。数值模拟的结果，旨在测试湍流传输的唯象模型。虽然这似乎没有什么野心，但无论驱动湍流运动的机制是什么，稳定层结都会影响径向湍流输送，目前的考虑对这些其他机制也是有用的。
2019-11-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Anisotropic turbulent transport in stably stratified rotating stellar radiation zones
自转是影响恒星演化的重要物理机制之一。日震学和星震学揭示了在整个赫兹-罗素图上恒星辐射带的角动量的强提取。在不同旋转的稳定分层恒星辐射区的湍流输运应仔细模拟和评估其强度。层结和旋转意味着这种湍流输送是各向异性的。只有唯象的处方已提出的运输在水平方向上，但构成了基石，目前的理论形式主义恒星流体动力学的演化代码。我们推导出一个新的理论处方的各向异性的湍流运输辐射区使用的湍流，同时考虑稳定的分层，旋转和径向剪切的光谱形式主义。在此基础上，导出了由径向差动旋转不稳定性维持的三维湍流运动所引起的水平湍流输运。我们实现了这个框架中的恒星演化代码STAREVOL和量化的旋转和结构演化的低质量恒星从前主序星红巨星分支的影响。湍流输运的各向异性标度为$N^4τ^2/\left(2Ω^2\right)$、$N$和$Ω$，分别为浮力和旋转频率，$τ$为表征湍流源的时间。这导致了类似的强度的水平湍流输送的平均值，那些获得与先前提出的处方，即使它可以是局部较大的对流包络线以下。因此，仍然需要一种补充的输运机制，如内部重力波或磁场，来解释观测到的沿恒星演化的角动量强输运。
2018-08-06 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Charge Transport Scalings in Turbulent Electroconvection
本文描述了湍流电对流中平均无量纲电流$Nu$的局部幂律标度理论。实验系统由弱导电的亚微米厚的液晶膜支撑在同心圆电极之间的环形空间中组成。它被驱动到电对流由施加电压之间的内部和外部边缘。在足够大的电压差下，流动是不稳定的，并且电荷在电极之间有害地传输。我们的理论发展，这密切平行的Grossmann-Lohse模型的湍流热对流，预测本地幂律$Nu \sim F(Γ) {\cal R}^γ {\cal P}^δ$。${\cal R}$和${\cal P}$是无量纲数，分别类似于热对流的瑞利数和普朗特数。由模型指定的无量纲函数$F(Γ)$描述了$Nu$对纵横比$Γ$的依赖性。我们发现$Nu$的测量结果与理论模型是一致的。
2005-01-03 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Turbulent transport in a non-Markovian velocity field
本文利用Furutsu-Novikov定理计算非零相关时间对湍流输运系数的最低阶修正，发现被动标量和磁场的湍流扩散率均被抑制，且磁场扩散率小于被动标量，并给出α效应修正。
2025-02-05 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
An iterative scheme to include turbulent diffusion in advective-dominated transport of delayed neutron precursors
提出一种迭代特征线法，在缓发中子先驱体输运中引入湍流扩散，经高雷诺数二维反应堆验证，并量化了扩散项对先驱体分布及反应性的影响。
2024-11-06 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Cross-helicity effects and turbulent transport in magnetohydrodynamic flow
在大尺度涡运动和/或磁场应变的存在下，湍流交叉螺旋度（波动中的速度-磁场相关性）可能有助于湍流电动势和雷诺应力。交叉螺旋度的这些影响被认为是平衡的主要影响的湍流，如湍流的磁扩散率在磁场的演变和涡流粘度的动量输运。交叉螺旋度效应可能抑制湍流引起的输运增强。物理解释的影响，特别强调交叉螺旋效应和通常的$α$或螺旋效应的发电机行动之间的差异。交叉螺旋度效应在发电机行动的相对重要性进行了验证的援助下的直接数值模拟（DNS）的Kolmogorov流与强加的磁场。还讨论了几种机制，提供湍流的交叉螺旋度。
2011-07-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
