On wavenumber spectra for sound within subsonic jets
本文阐明了亚音速射流中声谱的性质。三个问题，越来越复杂，提出。首先，将点声源置于二维活塞流中，并解析地得到声场。其次，将点声源嵌入发散的轴对称射流中，通过求解线性化的欧拉方程得到声场。最后，通过直接数值模拟得到的声波通过湍流射流传播的分析。在每个问题中，压力或密度场在频率-波数域中进行分析。研究发现，声波可以分为三个主要的频率依赖组。为这一分类提供了物理依据。主要结论是，在低Strouhal数，声波满足d 'Alembertian色散关系。
2014-01-16 physics.flu-dyn
Closed-loop control of forced turbulent jets
湍流的闭环控制是一个具有重要实际意义和基础意义的具有挑战性的问题。我们执行闭环控制的强制，湍流射流的基础上的波抵消策略。本研究的动机是最近的研究成功地应用波抵消控制不稳定波在过渡边界层和自由剪切流。使用通过系统识别技术获得的控制律，我们成功地实现了基于波抵消的闭环控制，实现了速度波动的数量级衰减。控制表明，在广泛的流向范围内，以减少波动水平。
2020-09-19 physics.flu-dyn
Easy method to establish the dispersion relation of capillary waves on water jets
本文设计低成本实验装置，通过设定相速度并直接测量波长来测定圆柱形水射流毛细波色散关系，在更宽范围内获得数据，并发现两端最高15%的理论偏差。
2023-11-03 physics.flu-dyn
Megahertz Schlieren Imaging of Shock Structure and Sound Waves in Under-Expanded, Impinging Jets
随附的流体动力学视频可视化的时间演变的冲击结构和声波和周围的一个欠膨胀的射流是冲击在一个刚性表面在不同的压力比。使用基于高功率发光二极管（LED）的新型脉冲照明源以500 kHz至1 Mhz的帧速率获得记录，所述高功率发光二极管（LED）以与相机帧速率同步的脉冲电流模式操作。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Dimple, jets and self-similarity in nonlinear capillary waves
在对凹腔破裂形成凹坑和射流的数值研究中，通常将凹腔的初始形状模拟为截断的球体，模拟破裂的气泡。在这项研究中，我们提出了一个极小模型只包含非线性惯性力和毛细力，它产生的凹痕和射流从崩溃，毛细波谷。槽发展从初始扰动，选择是一个本征模式的线性化problem.We解释的物理机制的酒窝形成，并证明，对于中等陡度，在模拟中看到的尖锐的酒窝是很好地捕捉弱非线性理论在这里开发。当陡度>> 1时，该区域是强非线性的，将表面能扩散到许多模式中，并且前体凹坑现在发展成急剧上升的射流。在这里，模拟揭示了一个新的局部窗口（在空间和时间），其中射流按照无粘凯勒和米克西斯（1983）的尺度自相似地演变。我们开发了一个类比，这个政权的第一种自相似的解决方案，线性化，毛细波。我们的第一原理研究表明，在足够小的尺度，酒窝和射流的形式，由于径向聚焦的毛细管波需要（非线性）惯性和毛细管的贡献，无粘性或重力干预。
2022-08-26 physics.flu-dyn
Liquid-fueled oblique detonation waves induced by reactive and non-reactive transverse liquid jets
本研究通过计算模拟揭示液体横向射流（反应性或非反应性）可诱导液体燃料斜爆震波，动量比决定机制：低比时靠雾化燃料促进低温反应，高比时靠物理阻塞产生强激波直接引爆。
2025-06-18 physics.flu-dyn
Experimental investigation of water jets under gravity
Plateau-Rayleigh理论基本上解释了液体射流的破裂是由于沿射流长度的扰动增加。过去进行的几次实验支持了这一基本观点。最近，有人提出了一种反馈机制，以反冲毛细波的形式来增强扰动的效果。我们实验验证了这种反冲毛细波的存在。使用我们的实验装置，我们进一步表明，射流表面的波浪性质出现后，从喷嘴的射流出现后，无论反冲毛细管波反馈几乎是正确的。此外，我们的实验结果表明存在一个尖锐的边界，沿连续射流的长度，超过该引力效应占主导地位的表面张力。
2018-10-19 physics.flu-dyn
Wavepacket modulation in shock-containing jets
我们提出了一种新的方法来预测含激波射流中波包的调制。以理想膨胀平均流为输入，从零频率下的抛物化稳定性方程（PSE）得到激波单元结构的近似。然后使用该解来定义新的含冲击平均流，该平均流是每个流向站的冲击单元波数的函数。线性化的纳维-斯托克斯方程围绕这个准周期的平均流量允许我们假设一个解决方案的基础上的Floquet anomaly，并进一步操纵方程导致一个系统称为抛物化Floquet方程（PFE），承担几个相似之处PSE。调制波数在空间上与中心Kelvin-Helmholtz波数一起行进，导致调制波包作为最终解。PFE的局限性被突出，该方法被应用到两个样本情况下：一个典型的缓慢发散射流在低超声速马赫数和过膨胀射流，其中大涡模拟（LES）的数据是可用的。总的来说，在PFE预测的波包和LES的主要光谱固有正交分解（SPOD）模式之间观察到良好的一致性，表明该方法能够捕获与波包调制相关的潜在物理机制：通过Kelvin-Helmholtz模式从平均流中提取能量，以及由于与激波的相互作用而将能量重新分配到调制波数，细胞结构
2021-10-10 physics.flu-dyn
Sound generated by the interaction between shock and instability waves in supersonic round jets
本文建立解析模型研究超音速圆形射流中激波与不稳定波相互作用产生的声波，通过求解非齐次波动方程获得声场闭式解，揭示了经典单极子假设的不足，并发现噪声主要由Mach波辐射机制产生。
2025-10-31 physics.flu-dyn
Linear dynamics of over-expanded annular supersonic jets
本文研究过膨胀环形超声速射流的第一方位角模态，揭示内外两层 Kelvin-Helmholtz 波及 guided-jet 模态的稳定性差异，并利用简化基流分析 NPR 对波动动力学的影响。
2024-09-26 physics.flu-dyn
Standing waves and jets on a sessile, incompressible bubble
本文通过数值模拟研究固定球冠形气泡的大幅度形状变形，发现其可产生指向壁面的高速射流，并揭示能量向多特征模态的非线性扩散及凹陷速度场是射流形成的关键机制。
2023-09-17 physics.flu-dyn
Tones and upstream-travelling waves in ideally-expanded round impinging jets
本文研究理想膨胀圆形冲击射流的音调生成，通过大涡模拟与有限厚度局部平行稳定性模型分析导向射流模态闭合的气动声学反馈回路，验证了上行波对共振频率预测的关键作用。
2024-12-04 physics.flu-dyn
Wave-Particle Turbulence Simulation of Spatially Developing Round Jets: Turbulent Flow Modeling and Method Validation
本文应用波-粒湍流模拟方法模拟雷诺数5000的空间发展圆射流，仅用DNS 2%的网格即准确预测速度衰减、平均速度剖面及雷诺应力等统计量，验证了该方法在剪切湍流中的高效性与精度。
2025-07-19 physics.flu-dyn
Faraday Wave Singularities Trigger Microbubble Jetting
本研究针对壁面附着气泡在超声下的射流现象，识别三种射流状态，揭示其由气泡界面坍塌模式（锥形/抛物形）通过流动聚焦奇点形成的机制，推导标度律并表征射流特性，为相关超声系统设计提供参考。
2025-10-27 physics.flu-dyn
An experimental and theoretical investigation of spray characteristics of impinging jets in impact wave regime
本研究针对同类双股撞击射流冲击波 regime 下的喷雾特性，通过改进PDA测量方法并提出考虑射流速度剖面的解析模型，明确了速度剖面对液滴尺寸与速度预测的主导作用，提升了预测准确性。
2024-05-14 physics.flu-dyn
Zonal jets at the laboratory scale: hysteresis and Rossby waves resonance
行星流中纬向喷流的动力学、结构和稳定性仍然知之甚少，特别是在与小尺度湍流的耦合方面。在这里，我们使用实验方法来解决纬向急流的形成和长期演变的问题。一个强大的和均匀的地形$β$ -效果是在一个充满水的旋转罐内获得的抛物面流体自由的上表面结合一个专门设计的底板。小规模的湍流强迫是通过循环水通过底部的坦克。时间分辨PIV测量揭示了流动的自组织成多个带状射流具有强烈的瞬时签名。我们确定了两个政权之间的射流的强迫强度的亚临界分岔。在第一种状态下，射流是稳定的，振幅较弱，并直接受局部雷诺应力的影响。在第二个中，我们观察到高能量和动态射流的宽度大于强迫尺度。准地转近似的基础上的分析模型表明，这种亚临界分岔的直接强迫Rossby波和背景纬向流之间的共振的结果。
2020-08-24 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Rossby wave equilibria and zonal jets
本文从一个给定初态自由衰减所达到的后期定态的观点出发，讨论了非线性Rossby波系统中相干涡旋和纬向急流的形成问题。统计平衡方程尊重所有的守恒律构造，推广那些推导出的二维无粘欧拉流。喷流类的解决方案是普遍存在的，与大的相干涡存在，只有当有均匀的背景流与精确的速度，以消除β效应。
2005-08-05 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Study of Instability of Liquid Jets Under Gravity
水射流在重力作用下的破碎是一种常见的现象。Rayleigh认识到表面张力在水射流不稳定性中的作用，提出了Plateau-Rayleigh理论。由波长大于一定值的扰动波产生的沿着射流长度向下的颈部和凸起随着时间的推移而不断增长，并最终导致射流分裂成液滴。扰动波的影响已被实验研究，并证实了理论的要点。然而，关于这些扰动波的起源并没有明确的解释。最近，反冲毛细波作为一个重要的扰动波源的想法已被强调。剩余连续射流在其分裂点处的终点的反冲被认为是作为反冲毛细管波向上行进，该反冲毛细管波在射流起源的喷嘴的嘴部处被反射。反射的毛细波沿着射流向下传播，其多普勒频移波长作为扰动波。我们建立了一个实验来直接验证反冲毛细波的存在和影响，并提出了我们的实验的一些初步结果。
2016-08-17 cond-mat.other physics.flu-dyn
Modulational instability of Rossby and drift waves and generation of zonal jets
本文研究了Charney-Hasegawa-Mima（CHM）模型中地球物理Rossby波和等离子体漂移波的调制不稳定性，理论上采用截断（四模和三模）模型，数值上采用傅立叶空间中CHM方程的直接模拟。线性理论预言了主波的任何振幅都是不稳定的。对于强的一次波，最不稳定的模式是垂直于一次波，这对应于产生的纬向流，如果一次波是纯粹的纬向流。对于较弱的波，最大的增长发生在非纬向倾斜调制。对于非常弱的主波，不稳定波接近于与主波三波共振。非线性理论预测，由线性不稳定性产生的纬向流经历箍缩而形成窄的纬向射流。我们的数值模拟证实了线性理论以及非线性箍缩的理论预测。我们发现，对于强的初级波，这些窄的纬向喷流进一步卷起形成卡门式的涡列。另一方面，对于弱的一次波，不稳定模式的增长反转，系统在主导射流和主导一次波之间振荡。2D的涡街似乎是更稳定的比纯粹的一维纬向射流，和他们的区域平均速度可以达到振幅比所允许的瑞利-郭不稳定性标准的一维情况下。我们发现，截断模型工作良好的线性阶段，甚至往往是中期的非线性行为。在长期，系统过渡到湍流的涡对不稳定性（强波）和共振波波相互作用（弱波）的帮助。
2009-05-14 nlin.CD physics.flu-dyn
Low frequency modulation of jets in quasigeostrophic turbulence
本文对有限变形半径β平面上的非地转湍流进行了数值研究，着重于频率和波数-频率联合分析。在适当的条件下，模拟与小尺度随机强迫和大尺度阻力表现出自发形成的多个纬向射流。波形特征的第一个暗示是在作为频率函数的动能分布中看到的;具体地说，对于逐渐变大的变形尺度，存在以孤立峰的形式（在逐渐变高的频率处）与幂律标度的系统偏离。与此同时，在频率空间中存在动能的逆通量，该逆通量对于较小的变形尺度延伸到较低的频率。通过检查频率-带状波数图和频率-带状波数图中的能量谱，可以将这些峰识别为罗斯贝波。事实上，修正的莱茵尺度是测量调制罗斯贝波的主谐波波数的一个有用的尺度;一旦这个尺度固定下来，除了在原点（定常喷流）处的谱峰外，几乎所有的能量都包含在向西传播的扰动中，这些扰动遵循理论上的罗斯贝波频散关系。非常一致的是，注意到调制波的纬向尺度仅限于前几个波数，能量谱几乎完全包含在频率-纬向波数图上相应的Rossby色散曲线内。我们也考虑了喷流没有形成的情况;再一次地，有一个罗斯贝波活动的暗示，尽管谱峰相当弱。此外，频率域中的动能标度遵循-5/3幂律，并且在频率-波数图中分布得更宽
2016-04-07 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Wave breaking and particle jets in intense inhomogeneous charged beams
这项工作分析了不均匀的，磁聚焦的高强度带电粒子束的动力学。虽然对于均匀光束，整个系统以单一频率振荡，但任何不均匀性都会导致传播横向密度波，最终导致奇异密度积聚，导致波破碎和射流形成。本文提出的理论允许解析计算波浪破碎发生的时间。它也给出了一个很好的估计所需的时间为束放松到最终的稳定状态，包括一个冷的核心包围的光环的高能粒子。
2007-10-19 physics.acc-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Wave Particle Turbulent Simulation of Spatially Developing Round Jets Using a Non Equilibrium Transport Model with a Mixing Length Characteristic Time Closure
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Shenzhen Research Institute, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学深圳研究院）
本文提出了一种基于混合长度特征时间模型的WPTS方法，用于模拟空问发展圆柱射流，验证了其在湍流建模中的有效性。
2026-02-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Statistical state dynamics of jet/wave coexistence in barotropic beta-plane turbulence
在行星大气的湍流中，喷流与行星尺度的波共存。这些结构的相干分量产生于相干结构和它们所嵌入的非相干小尺度湍流之间的合作相互作用。因此，理论上理解的动力学的喷流和行星尺度的波需要采用的观点的统计状态动力学（SSD），其中包括在湍流状态的相干和非相干分量之间的相互作用的动力学。在这项工作中，S3 T实施的SSD正压β-平面湍流是用来开发一个理论的射流/波共存制度，通过分离的相干运动组成的纬向射流连同选择的大尺度波从较小的尺度运动构成的非相干分量。据发现，平均流/湍流的相互作用引起的射流共存的大规模相干波的协同方式。大规模的波，将只存在于层流射流中的阻尼模式被发现转化成指数增长的波的相互作用与不相干的小尺度湍流，这导致在模式结构的变化，允许模式挖掘的平均射流的能量。这种机制的不稳定从根本上不同，并用于增加更熟悉的S3 T不稳定性，其中射流和波产生的均匀湍流与能源专门从非相干涡流场，并提供了进一步的洞察到合作动力学的射流/波共存制度在行星湍流。
2016-03-03 nlin.PS physics.ao-ph physics.flu-dyn
The buoyancy staircase limit in surface quasigeostrophic turbulence
本文研究表面准地转湍流中浮力阶梯极限的形成，发现垂直层结影响急流形态：递减层结产生直线急流，递增层结产生弯曲急流且速度比更小。
2022-06-07 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Kortweg de-Vries solitons on electrified liquid jets
研究了径向电场作用下轴对称波在液体射流表面的传播。射流被假定为无粘性的和完美的传导，和一个字段被设置通过放置在一个完美的圆柱形管的壁保持在一个恒定的电位内同心的射流。一个非平凡的相互作用之间的流体力学和电场的环，导致在形成的电毛细波。本研究的主要目的是描述这种轴对称波的非线性方面的弱非线性制度，这是有效的长波相对于未受干扰的射流半径。这被发现是可能的，如果两个条件成立：外电极半径不是太小，和所施加的电场是足够强的。在这些条件下，长波被证明是色散的，弱非线性理论可以发展到描述的扰动的演变。出现的正则系统是Kortweg de-Vries方程，其系数随着电场和电极半径的变化而变化。有趣的是，最高阶三阶导数项的系数不改变符号并且保持严格正，而非线性项的系数$α$可以针对参数的某些值改变符号。这一发现意味着孤立的电毛细波是可能的;有波的海拔为$α>0$和抑郁的$α<0$。在参数空间中的区域被识别出这样的波被发现。
2020-07-06 nlin.PS physics.flu-dyn
Emergence and equilibration of jets in beta-plane turbulence: applications of Stochastic Structural Stability Theory
随机结构稳定性理论（Stochastic Structural Stability Theory，S3 T）基于二阶湍流统计平均态的动力学，为理解行星大气中湍流射流的产生和平衡提供了分析方法。使用S3 T的湍流射流的形成和平衡的预测进行了严格的比较，使用相关的准线性和非线性模型的模拟结果。S3 T预测所观察到的分岔行为与射流的出现，它们的平衡和它们的故障作为参数的函数。S3 T的预测和非线性模拟的结果之间的分歧参数值的定量差异被追踪到修改的涡谱，这是从两个过程中产生的：非线性涡-涡相互作用和离散的非带状结构的形成。值得注意的是，这些非纬向结构，这大大改变了湍流谱，被发现产生于S3 T不稳定性。形成的线性不稳定性和平衡，在有限振幅的多个平衡的形式，具有不同的喷流波数相同的参数值被验证为是存在于平衡的有限振幅非带状结构的形式，非线性修改Rossby波。当纬向喷流和非线性修正Rossby波在有限振幅共存时，喷流结构通常占主导地位，即使它是线性不稳定。S3 T射流和非带状结构的流形的物理现实是强调在亚临界S3 T参数值的射流结构的非线性模拟中的存在，该参数值被确定为具有由湍流波动激发的稳定S3 T射流模式。
2013-11-10 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
