A modified Lin equation for the energy balance in isotropic turbulence
本文给出了各向同性湍流中能量平衡的著名的Lin方程的一种新形式，它考虑了用于解决尺度佯谬的过滤分区转移谱。有人认为，这种新的公式为理论和数值方法提供了一个新的起点，这可能会更好地理解湍流中的潜在能量过程。
2020-07-27 physics.flu-dyn
Dependence of decaying homogeneous isotropic turbulence on initial conditions
我们对Krogstad & Davidson（2011）提供的数据进行了仔细分析，结果表明他们的数据并不支持他们的结论。根据他们发表的数据，他们的衰减近似均匀的各向同性湍流总是明显不同于Saffman湍流;并且在他们的常规网格和他们的多尺度交叉网格产生的远下游湍流行为之间存在非常明显的差异。
2011-06-03 physics.flu-dyn
Role of correlation integrals in helical isotropic turbulence
结果表明，相关积分（不变量）发挥重要的，在一定条件下占主导地位，在螺旋各向同性均匀湍流的惯性和近耗散范围内的作用。直接数值模拟和最近的实验室实验与多尺度网格的结果已被用于这一目的。本文还简要地讨论了反射对称性自发破缺的可能性。
2019-08-29 physics.flu-dyn
Effects of Reynolds Number and Stokes Number on Particle-pair Relative Velocity in Isotropic Turbulence: A Systematic Experimental Study
在一种新型的均质各向同性湍流室内，利用新近发展的平面四帧粒子跟踪技术，系统地研究了雷诺数和斯托克斯数对粒子对相对速度（RV）的影响。
2017-11-06 physics.flu-dyn
Integrability and Hamiltonian system in isotropic turbulence
我们目前的发展的哈密顿方法的各向同性湍流的自由衰减的问题，并考虑修改后的Prelle-Singer程序各向同性湍流的具体应用。证明了一个非线性二阶常微分方程与Karman-Howarth方程的自保持解密切相关，允许含时首次积分，证明了非标准Hamilton结构和Liouville意义下的可积性.
2013-02-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermal Fluctuations in the Dissipation Range of Homogeneous Isotropic Turbulence
利用波动流体力学，我们调查的均匀，各向同性湍流的耗散范围内的热波动的效果。模拟证实了理论预测，这些波动的长度尺度相当于柯尔莫哥洛夫长度的能量谱占主导地位。我们还发现，在远耗散范围内的Kraichnan预测的极端不稳定性取代高斯热均分。
2021-09-17 physics.flu-dyn
Eulerian spatio-temporal correlations in passive scalar turbulence
本文通过数值模拟研究了三维被动平流标量场的时空两点关联函数，证实了小时间延迟下的高斯衰减以及大时间延迟下与泛函重整化群分析一致的指数衰减，并揭示了两种状态间的交叉。
2021-04-26 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Sudden relaminarisation and lifetimes in forced isotropic turbulence
我们展示了各向同性湍流和壁面剪切流之间的意想不到的连接。我们进行直接数值模拟的各向同性湍流被迫在大尺度在中等雷诺数和观察突然过渡从混沌动力学的空间简单的流，类似于在壁有界剪切流的层流状态。我们发现，湍流的生存概率是指数和典型的寿命增加的雷诺数的超指数。我们的研究结果表明，各向同性湍流和壁边界剪切流定性共享相同的相空间动力学。
2015-09-24 nlin.AO physics.flu-dyn
The spatio-temporal spectrum of turbulent flows
在湍流研究中，识别和提取无组织流动中的涡结构和波是一个主要的挑战。本文研究了不同回复力作用下湍流的时空行为。我们展示了如何计算和分析的时空谱数据来自数值模拟和实验室实验。四种情况下被认为是：均匀和各向同性湍流，旋转湍流，分层湍流，水波湍流。对于均匀和各向同性湍流，频谱允许识别大尺度流的扫掠。对于旋转和分层湍流，频谱允许识别波，精确量化波和湍流涡流中的能量，并识别关键层中的多普勒频移和波吸收等物理机制。最后，在水波湍流的频谱显示从重力毛细波的束缚波的强迫的振幅增加的过渡。
2015-11-06 physics.flu-dyn
Probability Distribution of a Passive Scalar in Isotropic Turbulence
在这封信中，我们目前的发展的哈密顿方法的概率分布问题的被动标量在各向同性湍流，也考虑了具体的应用程序修改后的Prelle-Singer程序湍流模型。讨论并解决了以下关键问题：被动标量湍流模型所允许的尺度方程的一般动力学结构是什么？典型变量之间的关系和用典型变量表示湍流的典型变量的一般要求是什么？本文指出，湍流中Hanilton表示的存在是湍流系统的特权，而最小作用量的变分原理对它来说是不可能的。还可以明确地导出各向同性湍流中被动标量概率分布的主方程。
2013-01-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Homogeneous and Isotropic Turbulence: a short survey on recent developments
我们提出了一个详细的审查的欧拉和拉格朗日湍流均匀和各向同性统计的一些最新进展。特别是，我们审查的唯象和数值结果的问题的普遍性方面的大尺度强迫和粘性耗散物理。我们讨论了国家的最先进的数值与实验比较，我们讨论了相干结构或统计方法的基础上的现象学之间的二分法。有限雷诺效应的详细讨论也被提出。
2015-09-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Nonlocal-local multimode bifurcation in turbulence
结果表明，在各向同性湍流在小雷诺数（当非局部相互作用是主导的）的能量重新分配和耗散的惯性波的机制，可以有效地利用。该机制完全抑制了泰勒尺度雷诺数$R_λ < 10^2$下各向同性湍流中的局部相互作用（级联）。这个值的$R_λ$（这可以被认为是一个分歧值，在该分歧值处，在各向同性湍流中的本地制度出现从非本地的）是与最近的直接数值模拟数据。本文还简要讨论了这种方法对河道水流的适用性。为了解释各向同性湍流中非定域-定域分岔的反常性质（与Landau-Hopf分岔相比），发展了多模分岔理论。
2008-12-22 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Distributed chaos in the Hamiltonian dynamical systems and isotropic homogeneous turbulence
结果表明，简单Hamilton（保守）动力系统中的分布混沌，如Nose-Hoover振子和双振子，可以模拟均匀各向同性湍流中的分布混沌。本文还讨论了随机初始条件下经典Toda晶格和非线性薛定谔方程（孤子湍流）的直接数值模拟。分布混沌的这些性质与哈密顿系统的分析性质有关。平滑度的降低导致动力系统和湍流的幂律谱，而不是分布混沌的拉伸指数谱。
2019-02-25 physics.flu-dyn
Temporal decorrelations in compressible isotropic turbulence
利用时空相关理论和直接数值模拟方法研究了可压缩各向同性湍流的时间去相关性。对于非线性元件建立了扫频模型，而对于螺线管元件建立了经典的随机扫频模型。扫描波模型表明，时间去相关的湍流波动是由两个物理过程：随机扫描和波的传播。这些模型得到可压缩各向同性湍流直接数值模拟的支持，在这个意义上，不同波数的归一化时间相关的所有曲线崩溃成一个单一的使用归一化时间间隔。扫波模型进一步扩展到占恒定的平均速度。
2013-03-12 physics.flu-dyn
Helicity statistics in homogeneous and isotropic turbulence and turbulence models
本文研究了充分发展的均匀各向同性湍流和一类湍流壳模型的直接数值模拟中螺旋度的统计特性。我们认为关联函数的基础上的涡量和速度增量的组合是不不变的镜像对称。我们还研究了高阶结构函数的标度性质的基础上的时刻的速度增量投影在一个子集的模式，无论是积极的或消极的螺旋（手征）。我们表明，镜像对称恢复在小尺度，即，手征项是次引导的，并且它们很好地被维度变元加上反常校正捕获。这些发现也支持高雷诺数的螺旋壳模型与相同的手征对称性的纳维-斯托克斯方程的研究。
2017-02-02 physics.flu-dyn
Self-Similar Solutions in the Homogeneous Isotropic Turbulence
本文利用作者在以前的工作中提出的各向同性均匀湍流理论，计算了自相似纵向速度关联函数、能谱及相应的其它性质。关联函数对应于由von Kármán引入的自相似假设下的演化方程的稳态解。数值计算结果充分地描述了各向同性湍流的一些性质。
2009-06-20 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Data compression for turbulence databases using spatio-temporal sub-sampling and local re-simulation
出于建立湍流数值数据库的特定数据和准确性要求，提出了使用时空子采样和局部重新模拟的数据压缩。对衰减各向同性湍流进行了基于亚采样数据的数值再模拟实验。结果和误差分析用于建立足够准确的子采样和子域重新模拟的参数选择。
2019-10-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Vortex tubes in velocity fields of laboratory isotropic turbulence
在雷诺数为100-300的网格湍流中同时测量了流向和横向速度。我们提取了典型的不透明度模式，这是一致的速度分布的Burgers和Lamb-Oseen涡。这些涡流管的半径估计是几个Kolmogorov长度。
2000-10-24 physics.flu-dyn
A Theory of Inertial Range Similarity in Isotropic Turbulence
我们考虑在最大尺度下定常强迫驱动的不可压缩流中高雷诺数各向同性湍流的平衡统计。出于壳模型观测，我们开发了一个相似理论的惯性范围从明确规定的假设。在合适的变量下，该理论是标度不变的，但在传统变量下，它表现出反常标度。我们得到的潜在的概率密度函数，标度指数，和系数的结构功能。惯性距离长度刻度也出现了。
2006-03-22 physics.flu-dyn
Remarks on Sedov-type Solution of Isotropic Turbulence
半个多世纪以来，相似和自保持假设在湍流理论的发展中起着重要的作用，它允许分析确定各向同性湍流中的能量衰减。Sedov（1944），他首先发现了一种巧妙的方法，可以从一个方程得到两个方程。尽管如此，似乎这个问题从来没有被重新深入调查后，这一早期的工作。在本文中，这样的分析进行，产生一个更完整的图片的自我保存各向同性湍流。基于这些精确解，本文给出了纳维-斯托克斯方程自保持齐次统计解理论的一些重要物理结果。对湍流的标度行为、谱和大尺度动力学等特征的分析，都有新的结果。研究了一般能谱及其在不同波数范围内的行为。
2009-04-14 physics.flu-dyn
Vortex polarization and circulation statistics in isotropic turbulence
本文通过直接数值模拟深入分析均匀各向同性湍流的涡旋气体模型，揭示经典与量子湍流在惯性区尺度上的结构差异源于涡旋团簇内极化与环量强度的相关性。
2023-12-02 physics.flu-dyn
Spatiotemporal velocity-velocity correlation function in fully developed turbulence
湍流是自然界和工业生产中普遍存在的现象。自1941年Kolmogorov的著名工作以来，了解充分发展的湍流的统计特性一直是一个主要的探索。特别是，从介观描述，即从纳维-斯托克斯方程推导湍流的性质，已经回避了大多数理论尝试。本文从随机强迫下纳维-斯托克斯方程的场论出发，对均匀各向同性湍流的速度-速度关联函数的{ \it时空}依赖性进行了理论预测。这种预测是非微扰重整化群流动方程的解析不动点解，在一定的大波数限制下是精确的。这种解决方案相比，两点两次关联函数计算直接数值模拟。我们得到一个显着的协议在惯性和耗散范围内。
2017-02-17 cond-mat.stat-mech hep-th physics.flu-dyn
The Universality of Dynamic Multiscaling in Homogeneous, Isotropic Turbulence
我们系统地研究了被动标量和流体湍流的不同模型中的时变结构函数的动态多尺度性。我们表明，通过适当的归一化这些结构函数，我们可以消除它们的依赖于我们开始测量的时间的起源，这些归一化的结构函数产生相同的线性桥关系，涉及统计稳定湍流的动态多尺度和等时指数。我们分析表明，无论是被动标量湍流Kraichnan模型和它的壳模型模拟，和数值计算，流体湍流的GOY壳模型和被动标量湍流的壳模型，这些指数和桥梁关系是相同的统计稳定和衰减湍流。因此，我们为动态普遍性提供了强有力的证据，即，动态多尺度指数不依赖于湍流是衰减还是统计稳定。
2007-10-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Critical transition to a non-chaotic regime in isotropic turbulence
本研究通过数值模拟和EDQNM闭合近似，发现高维各向同性湍流在临界维度约5.88以上发生向非混沌态的转变，并与能量级联及柯尔莫哥洛夫理论精确性相关联。
2021-12-02 cond-mat.stat-mech hep-th physics.flu-dyn
The temperature spectrum generated by frictional heating in isotropic turbulence
在每一个具有非零粘度的湍流中，热由粘性摩擦产生。然后，这些热量被速度场混合。我们考虑如何产生这种方式的热波动注入和分布在各向同性湍流的长度尺度。一个三元封闭推导和数值积分。它示出了如何的热波动谱依赖于雷诺数和普朗特数。
2014-02-13 physics.class-ph physics.flu-dyn
Statistical theory of isotropic turbulence Part IV: multiscales and cascade
本文是我们系列工作的第四部分，致力于基于新的Sedov型解的各向同性湍流统计理论的多尺度和级联方面的分析。本文用显式映象方法分析了各向同性湍流中叶栅的非线性动力学行为。这种演绎尺度分析提供了著名的Richardson级联的第一个直观证据，并揭示了其多尺度特征。结果还表明，能量级联过程与逻辑斯蒂映射的确定性构造规则具有显著的相似性。在这个各向同性的湍流系统中可以看到级联的倍周期分岔，表现出混沌行为。“级联”表现为无限序列的倍周期分岔。
2010-12-23 physics.flu-dyn
Particle-Pair Relative Velocity Measurement in High-Reynolds-Number Homogeneous and Isotropic Turbulence Using 4-Frame Particle Tracking Velocimetry
湍流中悬浮颗粒间的径向相对速度对液滴的碰撞和长大起着关键作用。我们提出了一种简单而准确的方法，RV测量在各向同性湍流平面4帧粒子跟踪测速仪-使用常规PIV硬件。本研究证明了使用常规硬件精确测量RV的可行性，并首次通过实验验证了路径历史和惯性过滤对大颗粒分离时颗粒对RV的影响。
2017-12-20 physics.flu-dyn
On the behavior of homogeneous, isotropic and stationary turbulence
基于逆动力学理论（IKT，2004-2008）的不可压缩Navier-Stokes（NS）流体的统计模型的最新发展提出了寻找可能与\textit{the statistical description of turbulence}相关的理论的特定实现的问题，特别是所谓的\textit{homogeneous, isotropic}和\textit{stationary}湍流（HIST）。这里的问题是设置在$1-$点速度概率密度函数（PDF），确定了一个完整的IKT统计模型NS流体。这就提出了一个有趣的问题，即确定在这种情况下可以实现高斯PDF的统计假设。本文证明了对于IKT统计模型，HIST必然要求$f_{1}$必须是SIED（即\textit{stationary}、\textit{isotropic}和\textit{% everywhere-defined}）.反过来，这意味着PDF的函数形式在任何时候都是唯一规定的。特别是，它被发现，必然的PDF必须符合各向同性高斯分布。这一结论对研究所谓的均匀、各向同性和定常湍流是有意义的。
2010-03-07 physics.flu-dyn
Determination of the Decay Exponent in Mechanically Stirred Isotropic Turbulence
直接数值模拟被用来研究各向同性均匀湍流的衰减指数在一定范围内的雷诺数足以显示高和低雷诺数衰减行为。初始湍流是由流过许多随机放置的小立方体的流动的搅拌作用产生的。搅拌发生在模拟域尺寸的1/30处，使得湍流谱的低波数和大尺度行为由流体产生并且不被强加。结果表明，在高雷诺数和低雷诺数下，所得湍流的衰减指数与Saffman（1967）的理论预测非常吻合。从高雷诺数行为到低雷诺数行为的转变在湍流雷诺数约为250时相对突然地发生。
2010-07-28 physics.flu-dyn
One-dimensional energy spectra in three-dimensional incompressible homogeneous isotropic turbulence
本文从Karman-Howarth方程的精确解出发，研究了三维各向同性湍流中一维能谱的详细特征。特别感兴趣的将支付的程度，光谱缩放可以导致光谱数据被崩溃。该理论似乎与大量的实验数据相一致（G.Comte-Bellot和S. Corrsin，1971）至少在低泰勒微尺度雷诺数。
2013-01-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Symmetry and Hamiltonian structure of the scaling equation in isotropic turbulence
半个多世纪以来，相似和自保持假设在湍流理论的发展中起着重要的作用，它允许分析确定各向同性湍流中的能量衰减。Sedov（1944），他首先发现了一种巧妙的方法，可以从一个方程得到两个方程。尽管如此，似乎这个问题从来没有被重新深入调查后，这一早期的工作。在本文中，这样的分析进行，产生一个更完整的图片的自我保存各向同性湍流。基于这些精确解，本文给出了纳维-斯托克斯方程自保持齐次统计解理论的一些重要物理结果。对湍流的标度行为、谱和大尺度动力学等特征的分析，都有新的结果。研究了一般能谱及其在不同波数范围内的行为。这封信只关注缩放方程。
2010-07-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Eddy diffusivity in homogeneous isotropic turbulence
我们使用最近开发的宏观强迫方法[Mani和Park，Physical Review Fluids，6：054607，2021]来计算尺度相关的涡流扩散率，其特征在于不可压缩均匀各向同性湍流中的整体平均标量和动量输运。对于尺度大于能量包含涡，涡扩散率被发现是恒定的，并与Boussinesq近似一致。然而，对于小尺度的涡扩散系数被发现消失成反比的波数。在所有尺度下的行为是合理的捕获的非局部涡流扩散系数的运营商建模为$D/\sqrt{\mathcal{I}-l^2\nabla^2}$，其中$D$是在Boussinesq限制的涡流扩散系数，和$l$是一个常数的顺序的大涡长度。这些结果提出了第一个直接测量湍流中的涡扩散率与湍流模拟的影响。
2022-01-17 physics.flu-dyn
A Schur decomposition reveals the richness of structure in homogeneous, isotropic turbulence as a consequence of localised shear
提高对湍流的认识对于有效地模拟和控制工业和地球物理过程至关重要。均匀各向同性湍流（HIT）是发展湍流物理理论的典型领域。基于Schur变换，我们引入了一个加法分解的速度梯度张量的正常部分（包含特征值）和非正常或剪切相关的张量。我们重新询问HIT的一些关键属性，并表明流动形成盘状结构的趋势不是正常张量的属性;它是从与非正常的相互作用中出现的。此外，涡度矢量和应变张量的第二特征向量之间的对齐是局部剪切过程的另一个结果。
2017-01-10 physics.flu-dyn
Cancellation exponents in isotropic turbulence and magnetohydrodynamic turbulence
湍流的小尺度特征，如速度梯度和涡度，在大小上迅速波动，在符号上振荡。许多工作存在于星等变化的特性，但远远不够的符号振荡。虽然在大尺度上进行的平均由于振荡特性而趋于零，但在越来越小的尺度上进行的平均将以某种特征方式随平均尺度而变化。在高雷诺数下的这种特征变化被所谓的抵消指数所捕获，该指数测量了随着平均尺度在空间或时间上的增加，局部平均值如何趋于抵消。过去的实验工作表明，湍流中的指数取决于人们是否考虑全三维空间中的量，或者使用它们的一维或二维切割。在$8192^3$网格上计算了雷诺数为1300的泰勒尺度下各向同性湍流中涡量和纵向及横向速度梯度的抵消指数。2D切割产生与全3D相同的指数，而1D切割产生较小的数字，这表明更高维度的结果更可靠。我们的情况下，各向同性湍流中的涡丝的存在导致这一结论。这种效应在磁流体动力学湍流中特别明显，其中沿着施加的磁场发展空间相干性的程度增加。
2018-11-07 physics.flu-dyn
Two-dimensional, homogeneous, isotropic fluid turbulence with polymer additives
我们提出了最广泛的直接数值模拟，尝试到目前为止，统计稳定，均匀，各向同性湍流的二维流体膜与空气阻力引起的摩擦和聚合物添加剂。我们的研究表明，聚合物（a）减少总的流体能量，拟能，和palinstrophy，（b）修改流体能谱在反向和正向级联制度，（c）减少小规模的不稳定性，（d）抑制区域的大涡度和应变率，和（e）拉伸应变为主的地区。我们比较我们的结果与早期的实验研究，我们提出了新的实验。
2016-11-14 physics.flu-dyn
Short-time evolution of Lagrangian velocity gradient correlations in isotropic turbulence
通过直接数值模拟（DNS），我们发现均匀各向同性湍流中速度梯度的拉格朗日互相关在短时间内增加，而其自相关性降低。运动学的考虑允许表明，两个不变量的湍流速度场确定的短时间的速度梯度的相关性。为了更直观地了解更长时间的动力学，提出了涉及局部剪切和旋转的组合作用的启发式模型。这些模型定量地再现了影响，并解开了导致DNS观测结果的不同物理机制。
2015-11-20 physics.flu-dyn
Distributed chaos and isotropic turbulence
分布混沌的功率谱可用指数函数的加权叠加来表示，其收敛于拉伸指数$\propto \exp-(k/k_β)^{β}$。为了估计各向同性湍流的$β$值，发展了一种渐近理论。已发现该值为$β=3/4$。不仅对速度场，而且对无源标量、能量耗散率和磁场的直接数值模拟的数据，在这个理论和数据之间建立了极好的一致性。我们可以得出结论，各向同性湍流出现的分布混沌。
2016-01-11 nlin.CD physics.flu-dyn
Entropy and fluctuation relations in isotropic turbulence
该研究基于广义局部Kolmogorov-Hill方程，提出湍流熵及熵产生定义，并通过各向同性湍流直接数值模拟验证了惯性区间内涨落关系的有效性，发现正逆级联概率密度比呈指数行为，与含湍流温度的熵产生率相关。
2023-09-25 physics.flu-dyn
Elliptical Tracers in Two-dimensional, Homogeneous, Isotropic Fluid Turbulence: the Statistics of Alignment, Rotation, and Nematic Order
通过直接数值模拟，研究了二维均匀各向同性湍流中椭圆示踪粒子的取向和旋转动力学的统计特性。我们考虑的情况下，湍流产生的强迫在大和中等长度尺度。我们表明，这两种情况是定性不同的。对于大尺度强迫，粒子取向的空间分布形成大尺度结构，这是不存在的中尺度强迫。在后一种情况下，与局部流动方向的对准比在前一种情况下弱得多。对于中尺度强迫，旋转速率的统计依赖于弱的雷诺数和粒子的纵横比。与在三维湍流中观察到的情况相反，在二维中，均方旋转速率随着纵横比的增加而减小。
2014-03-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Conditional vorticity budget of coherent and incoherent flow contributions in fully developed homogeneous isotropic turbulence
本文研究了充分发展的三维均匀各向同性湍流在相干和非相干流作用下的条件涡量收支。基于正交小波的相干涡量提取可以将涡量场分解为相干和非相干贡献，其中非相干贡献是类噪声的。充分发展的湍流中观察到的涡结构的统计平衡方程的影响进行量化考虑的条件涡预算。从而评估了流动中存在的基本结构与其统计含义之间的联系。的结果进行比较，获得的大规模和小规模的贡献，使用傅立叶分解，这揭示了显着的差异。
2012-03-20 physics.flu-dyn
Lagrangian time scale of rotation for inertial fibers in isotropic turbulence
使用时间分辨测量的刚性惯性纤维的取向在一个惯性坦克，我们调查的自相关性，他们的翻滚率。在忽略光纤惯性的情况下，基于光纤长度L的Kolmogorov惯性距离定标法可以很好地预测相关时间（$τ_d$）。对于惯性纤维，我们提出了一个简单的模型，考虑纤维的惯性（由翻滚斯托克斯数测量）和粘性扭矩，准确地预测相关时间和翻滚速率的方差。
2019-10-05 physics.flu-dyn
On the velocity distribution in homogeneous isotropic turbulence: correlations and deviations from Gaussianity
本文研究了三维稳态和衰减均匀各向同性湍流中速度的单点概率密度函数。为此，我们应用的统计框架的Lundal-Monin-Novikov层次结构与条件平均相结合，确定的数量，确定的概率密度函数的形状。在这个框架中，能量耗散率、速度扩散和相对于速度的压力梯度的条件平均值起关键作用。纳维-斯托克斯方程的直接数值模拟用于补充理论结果和评估偏离高斯性。
2011-07-01 physics.flu-dyn
Energy spectrum of two-dimensional isotropic rapidly rotating turbulence
本研究针对快速旋转条件下二维各向同性旋转湍流，通过渐近推导惯性波非线性振幅方程并结合强湍流论证与数值模拟，从理论和数值上验证了 $K^{-2}$ 能谱。
2024-08-27 physics.flu-dyn
Inertial spheroids in homogeneous, isotropic turbulence
本文研究了{ \it惯性}圆盘和杆在三维均匀各向同性湍流中的旋转动力学。特别是，我们展示了如何对齐和去相关的时间尺度，这样的球体依赖，关键是，在这两个水平的惯性和纵横比，这些粒子。这些结果说明了惯性的影响-这导致了局部流动几何形状的优先采样-对湍流中圆盘和杆的统计数据。我们的研究结果是重要的各种自然和工业环境中的不对称，球状惯性粒子的湍流运输是无处不在的。
2018-08-03 physics.flu-dyn
The effect of the Basset history force on particle clustering in Homogeneous and Isotropic Turbulence
我们研究了均匀和各向同性湍流中的小颗粒动力学的Basset历史力的影响，并表明，这一项，在以前的数值研究中往往被忽视，减少了小规模的集群典型的惯性粒子。这个力对总粒子加速度的贡献平均约占总加速度的10%，在罕见的强事件中尤其重要。在中等密度比下，即水中的沙子或金属粉末，其存在改变了决定颗粒加速度的力的平衡。
2014-05-20 physics.flu-dyn
Spinodal decomposition in homogeneous and isotropic turbulence
研究了对称二元混合物在临界温度以下的畴粗化与湍流涨落之间的竞争。我们发现，粗化过程中存在的湍流被逮捕。该过程的物理共享显着的相似性与稀释的湍流乳液的行为和逮捕长度尺度可以估计的参数类似于Kolmogorov和Hinze提出的液滴在湍流中的最大稳定直径。虽然在没有流动的情况下，微观扩散常数是负的，但湍流确实有效地阻止了浓度波动的逆级联，因为湍流使低波长扩散常数在Hinze长度以上的尺度上为正。
2013-06-28 physics.flu-dyn
Oscillations Modulating Power Law Exponents in Isotropic Turbulence: Comparison of Experiments with Simulations
利用网格湍流的实验测量数据和周期性箱中各向同性湍流的直接数值模拟数据，研究了湍流的惯性范围特征，两者都在泰勒尺度雷诺数$R_λ\sim 1000$下。特别是，振荡调制的幂律标度在惯性范围内的结构功能检查到六阶矩。指数比的振荡随着模拟中样本量的增加而减小，但在实验中，即使在大规模平均后，它们仍在$1000$中的$4$部分的低值下存活。这两个数据集在其间歇性特征上是一致的，但在小而可观察的方面有所不同。无论是标度指数本身，也不是所有的粘性效应是一致的再现现有的模型的不稳定性。
2021-06-26 physics.flu-dyn
Generalized Batchelor functions of isotropic turbulence
我们推广了Batchelor的参数化的自相关函数的各向同性湍流的形式，涉及产品的扩展与多个小尺度。与通常的Batchelor函数相比，这种方法获得的更丰富的小尺度结构是必要的，从而使相关的能谱在普适平衡范围内更好地逼近实际谱。我们建议，广义函数提供了一个近似的任意精度的各向同性湍流的实际频谱在普遍的平衡范围。精确度取决于可确定的高阶矩的数量，并反映在所涉及的小尺度的数量上。的广义函数的能量谱推导，并为两个小尺度的情况下进行了比较，从高分辨率的直接数值模拟的数据。我们表明，补偿谱（说明瓶颈效应）和耗散谱封装良好，按照我们的建议。
2015-01-11 physics.flu-dyn
Exact scaling laws in isotropic binary fluid turbulence
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文推导了各向同性二元流体湍流的精确标度律，揭示了其与流体动力学湍流的异同，并通过数值模拟验证了标度律的准确性。
2026-03-12 physics.flu-dyn
An exact expression for the Reynolds number dependence of the energy dissipation rate in homogeneous, isotropic turbulence
的雷诺数的无量纲耗散率的依赖性直接从Karman-Howarth方程的积分尺度雷诺数的倒数和一个系数，取决于第二和第三阶结构函数。将该形式拟合到直接数值模拟的结果表明，该系数实际上是恒定的。
2010-02-10 physics.flu-dyn
Emergence of universal scaling in isotropic turbulence
本文通过高分辨率直接数值模拟表明，各向同性湍流导数统计中的普适幂律在微尺度雷诺数约10时即涌现，并确认横向速度梯度比纵向更具间歇性。
2023-03-30 physics.flu-dyn
Clustering of Rapidly Settling, Low-Inertia Particle Pairs in Isotropic Turbulence. I. Drift and Diffusion Flux Closures
在这两个部分的研究中，我们提出了一个随机理论的发展和分析表征的相对位置的单分散，低惯性粒子对，迅速解决均匀各向同性湍流。在小Stokes数和Froude数使得$Fr \ll St_η\ll 1$的限制下，给出了对相对位置的概率密度函数（PDF）方程中漂移通量和扩散通量的封闭式.该理论着重于湍流耗散区中颗粒对的相对运动，即，对于小于柯尔莫哥洛夫长度尺度的对分离。在这种情况下，理论近似的流体速度场在参考系以下的主要粒子作为局部线性。
2018-08-15 physics.flu-dyn
A nested polyhedra model of isotropic MHD turbulence
本文发展了一种适用于磁流体动力学（MHD）湍流的嵌套多面体模型。在大尺度上仅驱动速度场，随机，发散自由强迫导致动能和磁能的清晰，稳定的$k^{-5/3}$谱。由于该模型自然地消除了不同尺度的相互作用，没有引导场，并且避免了通过随机强迫注入任何螺旋性的迹象，因此所得的三维k谱是统计各向同性的。该模型的优点和缺点表明，通过考虑大或小的磁普朗特数。还观察到，均分偏移的时间尺度与最小尺度的时间尺度显示出$k^{-1/2}$缩放。
2017-12-22 physics.flu-dyn
From Weakly to Strongly Magnetized Isotropic MHD Turbulence
研究了大尺度磁场作用下高雷诺数各向同性磁流体动力学湍流随磁场强度的变化规律。对于各种流动构型，即使大尺度磁场能量比动能大20倍，能量耗散率ε仍遵循柯尔莫哥洛夫标度ε~ U^3/L。磁能的进一步增加显示出向ε~ U^2 B / L标度的转变，这意味着磁剪切在这一点上比速度波动更有效地级联能量。强螺旋构型形成偏离这些标度的螺旋度凝聚。弱湍流标度是缺席的调查。最后，磁能谱显示出对柯尔莫哥洛夫谱k^{-5/3}的支持，而动能谱更接近于Iroshnikov-Kraichnan谱k^{-3/2}。
2012-09-19 physics.flu-dyn
