Pattern fluctuations in transitional plane Couette flow
在足够宽的系统中，平面Couette流，即在两个沿相反方向平移的平行板之间建立的流动，在给定的雷诺数R范围内交替显示湍流和层流倾斜带。我们表明，在周期域，包含几个波段，对于给定的R值和大小，该图案的方向和波长可以随时间波动。定义了一个程序来检测面向好的事件，并确定其生命周期的统计数据。后者是按照指数递减规律分布的。这个统计解释的朗之万方程的确定性部分是一个标准的朗道模型为两个相互作用的复杂的振幅，而噪声产生的湍流背景所描述的激活过程。
2011-01-13 nlin.PS physics.flu-dyn
Ginzburg--Landau description of laminar-turbulent oblique band formation in transitional plane Couette flow
平面Couette流是指两个平行的相向运动的平面之间的流动，它是壁面有界流动的一个例子，在一定的雷诺数[R_g，R_t]范围内，壁面有界流动经历了向湍流的转变，湍流区和层流区有序共存。当纵横比足够大时，这种共存以交替的湍流和层流斜带的形式发生。当R上升到上阈值R_t时，谱带逐渐消失，为均匀的无特征湍流留下空间。这种连续的过渡在这里研究的手段下解决的数值模拟理解为一种建模方法，适合于长时间，大的纵横比的限制。系统的状态的定量特征在于使用标准的可观的（湍流分数和湍流强度内的频带）。一对复杂的序参量定义的模式，这是进一步分析内的一个标准的Ginzburg-Landau形式主义。该模型的系数原来是那些实验确定的圆柱Couette流。
2011-02-15 physics.flu-dyn
On modelling transitional turbulent flows using under-resolved direct numerical simulations: The case of plane Couette flow
直接数值模拟已被证明对我们理解有壁流动向湍流的转变有不可估量的帮助。虽然通过局部点从层流到湍流的过渡动力学可以在有限范围的域中利用合理的计算资源进行研究，但在接近实验室条件下的湍流衰减研究需要考虑如此宽的域，以排除求助于完全解析的模拟。使用Gibson的C++代码GifelFlow，我们在定量水平上研究了控制降低数值分辨率对平面Couette流中湍流衰减的影响。我们表明，描述交叉流依赖的切比雪夫多项式的数量可以大大减少，同时保留所有的定性特征的解决方案。特别是，在过渡范围的上部实验观察到的倾斜湍流带制度是非常强大的。在雷诺数方面，可以看出，分辨率降低会产生上阈值Rt和下阈值Rg的规则向下移动，其中条带出现并分解。该研究说明了两个初步实验的结果。
2010-10-11 nlin.PS physics.flu-dyn
Mechanical and statistical study of the laminar hole formation in transitional plane Couette flow
本文对平面Couette流转捩湍流层流空穴的形成进行了数值研究和模拟。一方面，我们考虑淬火：突然减少的雷诺数R，迫使孔的形成。雷诺数从无特征湍流减小到斜层流湍流带存在的范围[Rg;Rt]。淬火的连续阶段进行了研究，通过可视化和测量的动能和湍流分数。的行为的动能解释使用动能预算：它表明，粘性导致准模态衰减，直到升力等于它，并创建一个新的平衡。此外，预算证实，在发挥作用的物理机制是独立的方式进行淬火。另一方面，我们认为自然形成的层流孔的带，Rg附近。直接数值模拟（DNS）表明，在湍流带中的孔提供了一种机制，破碎的带制度和取向波动附近的Rg。此外，动能向低值波动的分析表明，在大偏差的框架内，可以描述的湍流的消失带。从动能的概率密度函数中提取大偏差函数。
2015-02-03 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Formation of spanwise vorticity in oblique turbulent bands of transitional plane Couette flow, part 2: modelling and stability analysis
本文模拟了转捩面库埃特流斜带和斜斑的紊流条纹中展向涡量的形成。设计了一个功能模型来模拟条纹中的相干流。模型的控制参数是从直接数值模拟（DNS）的统计数据中提取的。雷诺应力的建议，以研究这种额外的力维持基流的不稳定性的影响。局部（准平行）的时间稳定性分析，该模式进行调查的展向涡量的线性发展。结果表明，平均剖面，即使他们有一个拐点，是稳定的：剪切层内的速度条纹是负责涡度的形成。重点放在对流或绝对性质的不稳定性，这取决于在带中的位置。这表明，在完全湍流和层流之间的区域中发生了从对流到绝对不稳定的转变。最不稳定的模式的群速度比较好的展向涡度在DNS测量的平流速度。通过对一个典型带的全局（非平行）稳定性分析，完成了这项研究。最后，根据这些结果讨论了剪切流局部低雷诺数湍流维持的可能周期。
2015-11-18 nlin.PS physics.flu-dyn
On the statistical properties of fluid flows with transitional power-law rheology in heterogeneous porous media
在这项工作中，我们研究非牛顿流体在非均质多孔介质中的流动。我们感兴趣的是呈现特定流变变化的流体：在一定剪切速率以下为牛顿流体，在一定剪切速率以上为幂律流体。由于多孔介质一般表现出强烈的空间非均匀性在大的地质尺度，我们研究这种不均匀性和流体的非线性流变学之间的相互作用。渗透率非均质与非线性流变之间的耦合对渗流有显著影响。我们特别关注速度场的统计特性（均值、方差、相关性等）。根据施加的平均压力梯度，三个宏观流态被确定。对于低或高的平均压力梯度，平均流率分别线性地或根据幂律增加。在后者的制度，我们观察到的速度场是更不均匀的剪切变稀流体比剪切增稠流体。这对应于剪切稀化流体的沟道效应。中间制度对应于一个渐进的和不均匀的局部流变变化。然后，根据压力梯度范围来表征该瞬态状态。并对流场进行了统计分析。流变阈值以上的区域的空间分布显示出有趣的统计特性。例如，它们表现出多尺度特征（分形），类似于其他临界系统（渗流，雪崩等）。更令人惊讶的是，即使一些统计特性是独立的参数，一个有趣的突然旋转的相关性被发现为一组特定的参数。这是通过使用问题的一些对称性来解释的。
2022-03-25 physics.flu-dyn
From temporal to spatiotemporal dynamics in transitional plane Couette flow
实验结果表明，当雷诺数R变化时，在平面Couette流中存在着由层流和湍流交替形成的斜带。许多以前的理论和数值工作的问题都认为小的纵横比系统受到周期性的边界条件，而实验对应于相反的限制大的纵横比。在这里，通过完全解决的直接数值模拟的纳维-斯托克斯方程在减少R，我们仔细检查过渡从时间到时空行为的系统中的中间尺寸。我们证明存在L_x~70- 80 h量级的流向交叉尺寸（其中2 h是驱动流动的板之间的间隙），超过该间隙，PCF中向/从湍流的转变无疑是一个时空过程，具有典型的场景“[湍流]->[筛状区]->[倾斜模式]->[层流区”，而低于该大小，则更像是一个时间过程，可以用具有"[混沌流]->[层流]“（通过混沌瞬变）场景的有限维动力系统来描述。在交叉区域，“[斜模式]”阶段被跳过，这使我们建议，在实验中观察到的模式的适当渲染需要一个忠实的帐户在尺度上的流向相关性至少该交叉大小的顺序。
2011-01-27 nlin.PS physics.flu-dyn
Noisy Transitional Flows in Imperfect Channels
该研究利用壁面嵌入式微悬臂梁传感器测量两个名义相同但缺陷不同的毫米级通道，发现近壁脉动高阶矩差异巨大，而最低阶统计量相似，并可用噪声 Landau 方程解释不同噪声源导致的相似转捩行为。
2015-07-09 physics.flu-dyn
Structured input-output analysis of transitional wall-bounded flows
过渡河道水流的输入输出分析已被证明是一个有价值的分析工具，用于识别重要的流动结构和能量运动。传统方法将非线性项抽象为非结构化的强迫，在这个意义上，这种强迫不直接与动力学中的潜在非线性相关。相反，本文采用了一种结构化的奇异值为基础的方法，保留了一定的输入输出特性的非线性强迫函数，努力恢复更大范围的关键流特征，通过非线性分析，实验和直接数值模拟（DNS）的过渡渠道流量。应用这种方法的过渡平面Couette和平面Poiffuille流导致不仅识别的流向相干结构预测通过传统的输入-输出方法，但也斜流结构的表征为那些需要最少的能量，以诱导过渡与DNS研究，和非线性最佳扰动分析。所提出的方法还捕获了最近观察到的倾斜湍流带，这些湍流带与实验中的过渡和具有非常大的通道尺寸的DNS有关。在两种流态下，从DNS和非线性分析中预测的流向变化结构的较大放大的能力表明，结构化方法允许保持与升力机制减弱相关的非线性效应，该机制被称为主导线性算子。捕捉这个关键的非线性效应，使更广泛的已知的过渡流结构的分析输入输出建模范式内的预测。
2021-08-20 cs.SY eess.SY physics.flu-dyn
Kolmogorovian turbulence in transitional pipe flows
打开过厨房水龙头的人都知道，管流在低流速时是层流，在高流速时是湍流。在中等速度下，存在一个过渡，其中层流的堵塞沿着管道与一种波动的、非层流的“闪光”交替，这种“闪光”仍然知之甚少。我们的实验表明，闪流的流体摩擦是湍流的诊断。我们还表明，闪流的统计与Kolmogorov的湍流唯象理论是一致的（因此，例如，闪流和湍流的能谱都满足小尺度普适性）。我们的结论是，过渡管流是两相流，其中一个相是层流，另一个，由闪光携带，在柯尔莫哥洛夫意义上的湍流。
2017-01-15 physics.flu-dyn
Turbulent puffs in transitional pulsatile pipe flow at moderate pulsation amplitudes
本文研究了中等脉动幅度下过渡态脉动管流中的湍流结构，发现puffs和slugs利用层流剖面的线性不稳定性存活，并扩展低阶模型成功重现了这些动力学。
2025-06-02 physics.flu-dyn
Modeling the transition to turbulence in shear flows
一维模型过渡剪切流。该模型有两个变量，分别对应于湍流强度和平均切变。这些变量根据基于过渡湍流已知特性的简单方程进行演化。考虑的第一个模型是管流。先前的研究使用混沌帐篷映射来模拟湍流。在目前的工作中，湍流被建模为乘性噪声。该模型捕捉了过渡管流的特征，并包含亚稳态喷流、喷流分裂和段塞。这些想法被扩展到一个有限的平面库埃特流模型。
2011-07-19 nlin.PS physics.flu-dyn
Turbulent heat transfer in a channel flow at transitional Reynolds numbers
本文对极低雷诺数下的槽道湍流传热进行了直接数值模拟。研究了两种不同的热边界条件，并将温度视为被动标量。计算是用巨大的计算箱进行的（流向、壁面法线和展向方向分别高达327.7 x 2 x 128）。本文的重点是研究包括标量场在内的间歇湍流中的大尺度结构（喷烟），并给出了过渡雷诺数和临界雷诺数的数值，在此雷诺数以下，湍流分别变为间歇和层流。的统计数据，如表面摩擦和斯坦顿数，也进行了检查：他们建议，粉扑应该是有效的，在维持湍流和传热增强。
2014-06-04 physics.flu-dyn
Patterns in transitional shear turbulence. Part 1. Energy transfer and mean-flow interaction
本文研究平面 Couette 流低 Reynolds 数转捩中的湍流—层流模式，通过物理与谱能量预算揭示平均流由自相互作用和湍流向大尺度传能维持，并比较均匀湍流及随 $Re$ 的变化。
2023-06-02 nlin.PS physics.flu-dyn
Dynamics of laminar and transitional flows over slip surfaces: effects on the laminar-turbulent separatrix
本文用直接数值模拟的方法研究了滑移面对平面Poillille流层流-湍流分界线的影响。湍流寿命，湍流持续的可能性，研究过渡流与各种滑移长度。与无滑移情况相比，滑移面降低了持续湍流的可能性，并且随着滑移长度的增加，可能性进一步降低。采用纳维-斯托克斯方程的非线性行波解（也称为精确相干解），对滑移面对湍流转捩的影响进行了确定性分析。使用了两个解族，称为P3和P4，因为它们的下分支解嵌入层流和湍流的吸引盆的边界上（Park & Graham 2015）。此外，它们表现出不同的流动结构-P3和P4分别表示为核心模式和临界层模式。滑移面对解的影响通过摩擦力演化、线性增长率和过渡轨迹的相空间投影来观察。滑移面改变过渡动力学的核心模式，但相当大的临界层模式。最重要的是，滑移面促进不同的过渡动力学-早期和旁路样过渡的核心模式和延迟和H-/K型的临界层模式的过渡。时空和象限分析的基础上，它被发现，滑移面促进流行的强壁向运动（掠样事件）靠近涡核通道中心附近，诱导早期过渡，而持续的喷射事件存在于该地区的$Λ$形涡核靠近临界层，导致延迟过渡。
2020-04-02 physics.flu-dyn
Symmetry groups and invariant solutions of plane Poiseuille flow
本文系统研究了平面泊肃叶流中对称性对不变解组织与计算的作用，分类了双周期域内所有对称子群的等价类，并在七个对称群中计算出十五个新行波解，揭示了对称性对转捩湍流动力学的重要意义。
2024-09-17 physics.flu-dyn
DNS of transitional and turbulent flows in rectangular ducts
本文采用直接数值模拟的方法，对具有不同长宽比的封闭矩形通道内的流动进行了数值模拟。纳维-斯托克斯方程采用二阶有限差分格式离散，在两个方向上采用非均匀网格。管道横截面积以及流速保持恒定，这允许调查雷诺数中的适当长度尺度，以便在层流和完全湍流状态下进行良好缩放。我们发现，雷诺数的基础上的短边的一半长度导致一个临界雷诺数是独立的纵横比（AR），与AR>1的管道。壁面法向速度分布的平均值和均方根值与摩擦速度的局部值成比例。在高摩擦雷诺数下，雷诺数依赖性与湍流平面通道中的雷诺数依赖性相似，因此矩形管道中的流动允许通过减少模拟次数来研究雷诺数依赖性。在低Re下，由于不同尺寸的流动结构的相互作用，统计分布不同于二维通道中的统计分布。速度矢量和雷诺应力张量沿应变率张量的本征矢量的投影产生减小的雷诺应力各向异性和简单的湍流动能预算。
2019-07-18 physics.flu-dyn
Laminar-Turbulent Patterning in Transitional Flows
在雷诺数R（自然控制参数）的一定范围内，壁面边界流动经历了一个向湍流的过渡，其特征是层流和湍流区域共存。这种过渡状态发生在上阈值Rt和下阈值Rg之间，在上阈值Rt之上，湍流是均匀的（无特征的），在下阈值Rg之下，任何形式的湍流都可能在过长的混沌瞬态结束时衰减。最具代表性的情况下，沿平板流动过渡到/从湍流根据这种情况进行审查。共存通常是以带的形式，交替层流和湍流，并相对于总的流动方向倾斜定向。在Rg处的能带的最终衰减指出了定向渗流和临界性在物理学相变意义上的相关性。在Rt的过渡带的形式的性质仍然有些神秘，并不容易适合在层流背景下增加控制参数的图案形成不稳定性的计划。与此相反，带出现在Rt出一个均匀的湍流背景在一个减少的控制参数。一个可能的理论层流湍流图案的成分进行了讨论。
2017-06-30 nlin.PS physics.flu-dyn
Turbulent spot growth in plane Couette flow: statistical study and formation of spanwise vorticity
本文对平面Couette流过渡区中的湍流斑生长进行了直接数值模拟。定量描述的生长过程和周围的四极流的斑点的细节。重点放在展向涡的速度条纹，类似于二次剪切不稳定的形成。的不稳定性（相干长度，平流速度）的主要特征进行了研究的背景下的湍流斑，低于和高于阈值雷诺数的出现的倾斜湍流带的平面Couette流。
2014-01-15 physics.flu-dyn
Snakes and ladders: localized solutions of plane Couette flow
我们证明了大量的平面Couette流的精确解的存在性，这些精确解共享已知的周期解的拓扑结构，但在空间中是局部的。不同大小的解决方案组织在一个蛇和梯子结构惊人的相似，观察到更简单的图案形成PDE系统。这些新的解决方案是一个步骤，扩展动力系统的过渡湍流的空间扩展流的看法。
2009-12-14 math.DS nlin.PS physics.flu-dyn
On the transition to turbulence of wall-bounded flows in general, and plane Couette flow in particular
这一贡献的主要部分EJM-B/流体专刊致力于帕特里克·韦尔雷概述了问题的亚临界过渡到湍流的壁有界流动在其历史的角度，重点是平面库埃特流，流动之间产生的反平移平行平面。亚临界在这里意味着不连续和直接的，具有强滞后。这是由于在全局稳定性阈值Re_g（无条件返回基流的上限）和线性不稳定性阈值Re_c（无条件偏离基流）之间存在非平凡流态。首先从经验的角度讨论Re_g附近的过渡范围（§1）。回顾了Avila等人（2011）最近确定的管流Re_g。接下来研究平面库埃特流。在实验室条件下，转捩区呈现出由层流和湍流交替组成的斜向模式，直到第三个阈值Re_t，超过该阈值，湍流是均匀的。我们目前对这个问题的理论理解是接下来回顾（§2）：线性理论和非正常放大的扰动;非线性方法和动力系统，盆地边界和混沌瞬态在最小流量单位;时空混沌扩展系统和使用的概念，从统计物理，时空不稳定性和定向渗流，大偏差和极值。两个附录提出了一些最近的个人结果，在平面库埃特流图案从数值模拟和建模尝试。
2014-03-25 nlin.PS physics.flu-dyn
Instability of the roll/streak structure induced by free-stream turbulence in pre-transitional Couette flow
虽然在转捩前的壁面剪切流中，滚纹结构是普遍存在的，但如果将层流理想化，这种结构是线性稳定的。由于缺乏不稳定性，卷/条纹结构的大的瞬态增长被用来解释它的出现是由于在自由流湍流（FST）中偶然发生的扰动被配置为最佳地激发它。另一种解释是，FST与滚动/条纹结构相互作用，使其不稳定。统计状态动力学（SSD）提供了研究这种类型的不稳定性的分析方法，这种不稳定性是由湍流的相干和非相干分量之间的相互作用引起的。随机结构稳定性理论（S3 T）以二阶闭包的形式实现SSD，用于分析湍流相干流向不变分量与非相干FST分量相互作用产生的SSD模式。最不稳定的S3 T模式是不稳定的一个参数控制FST强度的临界值和有限振幅的辊/条纹结构产生从这个不稳定性通过在这个参数的分叉。虽然这种分歧只有在SSD的解析表达式，它是密切反映在两个动态相似的准线性系统，被称为限制非线性（RNL）系统，并在DNS。S3 T还预测了在湍流激发参数的较高值处的第二分叉。这第二个分叉导致过渡到湍流。从一个有限的振幅辊/条纹平衡的分叉提供了一个直接的路线，通过S3 T辊/条纹不稳定性的湍流状态。
2017-03-10 physics.flu-dyn
Growth dynamics of turbulent spots in plane Couette flow
我们的实验和数值研究的时间方面的湍流斑扩展在平面Couette流过渡雷诺数在300和450之间。点增长率，点平流率和大尺度流强度作为时间和雷诺数的函数进行测量。所有这些量都显示出类似的动力学，阐明了大尺度流动在湍流点平流中所起的作用。每个可能的增长机制的贡献：大规模平流或增长引起的不稳定，讨论了不同阶段的现场增长。一个方案，收集所有这些元素是提供一个更好的了解的增长动力学的湍流斑点在平面Couette流，应该可能适用于其他扩展的剪切流。
2017-02-09 physics.flu-dyn
Finite size analysis of a double crossover in transitional wall turbulence
本文对过渡平面Couette流中两个连续的过渡区进行了有限尺寸分析，这两个过渡区将层流湍流带引向均匀壁湍流。对流动进行了直接数值模拟和低阶模型模拟。湍流的动能$E$和序参数$M$，湍流的空间组织的调制的措施，采样和处理的视图分析结果从现象学的相变。第一个交叉涉及流中湍流的空间组织的损失。在带状相，序参量$M$随雷诺数$R$向小值方向连续减小，而其响应函数$χ_M$在交叉点处出现极大值。在均匀相位中，随着$R$的增加，序参数$M$及其方差$σ$随着平均场场定标$M,σ\propto 1/\sqrt{L_xL_z(R-R_c)}$而向零减小。动能$E$是$R$的仿射函数，除了在小范围内检测到急剧增加，这对应于第二次交叉。在此范围内，观察到均匀湍流相和层流湍流带相的空间和时间共存。这种急剧增加是伴随着动能的响应函数的最大值。有限尺寸分析表明，随着尺寸的增加，响应函数的最大值饱和，$E$的跳跃不陡峭。第一个交叉形式上等同于凝聚态中的一个临界现象。第二个交叉点与有限噪声模糊的一阶相变一致。对这一现象的解析分析假设了两相区域之间的非相互作用气体前沿，提供了与$E$一致的响应函数的标度。
2018-08-23 physics.flu-dyn
Turbulent flow over transitionally rough surfaces with varying roughness densities
通过对三维过渡粗糙正弦曲面上的流动进行直接数值模拟，研究了粗糙壁面湍流。粗糙度雷诺数固定为$k^+=10$，其中$k$是正弦半振幅，并且正弦波长是变化的，导致粗糙度坚实度，$Λ$（正面面积除以平面面积）范围为0.05至0.54。通过使用最小跨度通道技术来避免解决密集粗糙元件周围的流动和整体流动的高成本，最近由Chung等人（J. Fluid Mech.，第773卷，2015年，pp. 418-431）以精确地确定Hama粗糙度函数$ΔU^+$。良好的协议的二阶统计在近壁粗糙度的影响区域之间的最小和全跨度粗糙壁通道观察。在粗糙度的稀疏区域（$Λ\lesssim 0.15$）中，粗糙度函数随着密实度的增加而增加，而在密集区域中，粗糙度函数随着密实度的增加而减小。发现当$Λ\gtrsim0.15-$ 0.18时，致密区开始，与文献一致。提出了一个模型的限制$Λ\rightarrow\infty$，这是一个光滑的壁位于波峰的粗糙元素。该模型有助于解释粗糙度的渐近行为，本文中提出的粗糙壁数据表明，近壁流动趋向于这个模拟的极限。峰值流向湍流强度，这是与湍流的近壁周期，被认为是越来越远离壁的固体度增加。在稀疏状态下，增加$Λ$会减少与近壁循环相关的流向湍流能量，而在密集状态下增加$Λ$会增加湍流能量[续] $\ldots$
2020-12-08 physics.flu-dyn
Heteroclinic connections in plane Couette flow
当Re~325时，平面Couette流动转变为湍流，尽管具有线性剖面的层流解对于所有Re（雷诺数）都是线性稳定的。理解这种亚临界转变的一个出发点是在纳维-斯托克斯方程的状态空间中存在不变集，例如上下分支平衡和周期解以及相对周期解，它们与层流解截然不同。本文报道了这类对象之间的几种异宿连接，并简要介绍了一种定位异宿连接的数值方法。计算这样的连接是必不可少的理解全球动态的空间局部结构发生在过渡平面库埃特流。我们表明，条纹和流向卷的性质可以改变显着沿异宿连接。
2008-08-13 physics.flu-dyn
On the decay of turbulence in plane Couette flow
本文用直接数值模拟方法研究了平面Couette流动下转捩区湍流和层流斜带的衰减。我们认为，系统扩展到足以存在几个波段，由于温和的壁正常下分辨率被认为是一个一致的和经过充分验证的建模策略。我们指出了一个两阶段的过程，涉及一个乐队的破裂，然后由一个缓慢的回归的碎片离开。以前的方法湍流衰减壁有界的流动，利用混沌瞬态范式重新解释在时空的角度来看，在一个潜在的随机过程的大偏差。
2011-07-27 nlin.PS physics.flu-dyn
Patterns in transitional shear turbulence. Part 2: Emergence and optimal wavelength
本文研究平面 Couette 流低雷诺数转捩中的湍流—层流模式，通过数值模拟、寿命测量与小波分析量化波长选择，发现优选波长最大化界面大尺度流动的能量与耗散。
2023-06-07 nlin.PS physics.flu-dyn
Stability analysis of transitional flows based on disturbance magnitude
Technion（以色列理工学院）
本文提出了一种基于扰动幅度的稳定性准则，用于分析不可压缩剪切流的过渡过程，结合输入-输出分析和小增益定理，验证了不同非线性模型下的稳定性阈值与实验和模拟结果的一致性。
2026-02-15 physics.flu-dyn
Transition to turbulence in wall-bounded flows: Where do we stand?
在这篇文章中，我们回顾了在有壁流动中向湍流转变的特殊性，并介绍了在理解这个问题方面的最新成就。在有限的雷诺数范围内（过渡范围），层流-湍流共存的过渡是突然的。首先在唯象水平上回顾了Poiffille管流和平面Couette流的典型情况，以及其他一些流动构型。理论方法，然后审查特别强调特殊的非平凡的解决方案的存在性的纳维-斯托克斯方程在有限距离的层流。动力系统理论最适合分析它们的作用，特别是在低过渡区湍流的瞬态特性方面。然后讨论了处理过渡的突出时空特征所需的扩展。湍流的增长/衰减方面的统计物理学的多体系统和相关性的定向渗流作为一个随机过程能够占它接下来仔细检查。最后，我们主张诉诸精心设计的模型，能够为我们提供一个概念上连贯的画面，整个过渡范围，并提出了一些开放的问题。
2016-04-04 nlin.PS physics.flu-dyn
Emergence of stochastic dynamics in plane Couette flow
空间局域态在剪切流中向湍流的转变中起着重要作用（Kawahara，Uhlmann & van Veen，Annu. 44，203（2012））。尽管事实上，他们中的一些是层流和湍流之间的分界线上的吸引子，很少有人知道他们的动态。在这里，我们调查的时间动态的平面Couette流的背景下，这种稳定的空间本地化的解决方案。这些解存在于参数空间中的振荡分支上。我们认为这些分支的鞍节点作为初始条件的模拟运行偏移雷诺数。我们观察到一个relaminarization政权主要特点是确定性动力学和识别在这个政权的存在参数区间的结果是随机的和长寿命的混沌瞬态观察。这些结果是在低于过渡阈值的情况下获得的，揭示了过渡平面Couette流中随机性的出现，并可能会告知一系列剪切流配置。
2016-04-15 physics.flu-dyn
Subcritical transition to turbulence in wall-bounded flows: the case of plane Poiseuille flow
在有壁流动中，层流状态保持线性稳定的雷诺数的大值，而与非线性湍流的解决方案，从有限振幅扰动发出竞争。通过数值模拟，更具体地考虑了平面通道流（平面Poillille流）向湍流的转变。以前相互矛盾的意见是和解注意到，二维定向渗流的情况下，预期的湍流衰减可能会中断的一个破环分叉有利于本地化的湍流带。在过渡范围的另一端，一项初步研究表明，层流湍流模式留下了空间，以一个无特征的制度超出了一个明确的阈值，以确定与精度。
2019-04-07 nlin.PS physics.flu-dyn
Periodic orbits exhibit oblique stripe patterns in plane Couette flow
过渡平面Couette流的时空混沌动力学可以产生规则的平行层流条纹图案，其具有大尺度图案波长和相对于层流方向的倾斜取向。最近的斜条纹图案的动力系统分析表明，纳维-斯托克斯方程具有不稳定的平衡解，该平衡解捕获斜条纹图案的三维空间结构。在这里，我们确定不稳定的周期性轨道，不仅表现出倾斜的大规模振幅调制，但也有一个特征的时间演化，不同于稳定的平衡解决方案。周期性轨道表示在粘性扩散时间尺度上缓慢地传播穿过流动中的波状速度条纹的驻波。不稳定的周期轨道嵌入在平面Couette流的对称子空间中的混沌的边缘，从而可以调解过渡到和从湍流与斜图案。
2019-12-20 nlin.PS physics.flu-dyn
Bypass transition and subcritical turbulence in plane Poiseuille flow
平面Poilluille流显示湍流的雷诺数低于Tollmien-Schlichting波的临界雷诺数。向湍流的过渡遵循与边界层中的旁路过渡相同的路线，即需要有限振幅扰动，并且在过渡区域中，流动由下游涡流和条纹主导。为了将平面Poiffille流中的现象与我们先前对平面Couette流的研究（Kreilos & Eckhardt，2012）联系起来，我们研究了平面Poiffille流的对称子空间，其中分叉级联明显突出。通过跟踪系统的边缘状态（在该系统中为行波）及其分岔，我们可以跟踪混沌吸引子的形成、增加受流动影响的相空间体积的内部危机以及危机分岔中最终转变为混沌鞍的过程。在边界危机之后，我们可以观察到具有指数分布寿命的瞬态混沌。
2015-06-14 nlin.CD physics.flu-dyn
Crisis bifurcations in plane Poiseuille flow
许多剪切流遵循的路径湍流，有惊人的相似之处，在低维动力系统的分叉方案。在出现的分叉中，危机分叉是重要的，因为它们会导致开放和封闭吸引子之间的全局过渡，或者表明动态所覆盖的状态空间范围急剧增加。本文研究了镜像对称子空间中过渡平面Poiffille流的直接数值模拟中的外部和内部危机分叉。我们追踪了从第一个三维精确相干结构的出现到外部危机中从吸引子到混沌鞍的过渡的状态空间动力学。对于中间雷诺数，吸引子经历了几个内部危机，其中新的状态出现和间歇性的行为可以观察到。分叉有助于增加动态的复杂性和更密集的覆盖状态空间。
2015-05-11 nlin.CD physics.flu-dyn
Statistical theory of reversals in two-dimensional confined turbulent flows
结果表明，截断欧拉方程，即一组有限的常微分方程的振幅的大规模模式，可以正确地描述复杂的过渡动力学，发生在一个封闭的二维Navier-Stokes流与底部摩擦和空间周期强迫的湍流制度。特别是，湍流背景上的大尺度环流的随机反转涉及的大尺度环流速度的概率分布函数的分叉，所描述的相关的微正则分布，显示从高斯到双峰和打破遍历性的过渡。一个最小的13模式模型再现这些结果。
2016-07-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Does rare, noise-induced, bypass transition in plane Couette flow bypass instantons ?
本文用自适应多层分裂与直接数值模拟研究平面 Couette 流的噪声诱导层流—湍流罕见路径，发现其虽具瞬子统计特征，却不经过鞍点及自然弛豫路径。
2024-07-17 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
