Turbulent-laminar patterns in plane Poiseuille flow
通过直接数值模拟，在一个倾斜的和平移的计算域中使用并行版本的伪谱代码的湍流层流带状图案在平面Poiffille流进行了研究。通过瞬时和时间平均模式的流向涡的3D可视化，以及平均速度场和湍流动能的2D可视化。雷诺数从2300下降到700的模拟表明，从均匀湍流逐渐发展到Re=1900附近的波长为20的半间隙模式，Re=1300附近的波长为40的模式，最后到Re=800附近的层流。这些转变是通过使用傅里叶变换的振幅和相位及其概率分布的诊断来定量跟踪的。流型的传播速度近似于平均通量的传播速度，并且是雷诺数的递减函数。检查的时间平均流表明，湍流带与两个反向旋转的细胞堆叠在交叉通道方向和湍流是高度集中的墙壁附近。在壁面附近，雷诺应力使流体加速通过湍流带，而粘性使其减速;层流剖面的平流作用在两个方向上。在中心，雷诺应力使流体通过湍流带减速，而层流剖面的平流使其加速。这些特征与平面Couette流中的顺层流带状图案进行了比较。
2015-01-18 physics.flu-dyn
On the nature of laminar-turbulence intermittency in shear flows
在管道、槽道和边界层流动中，湍流首先在空间和时间上间歇地发生：在中等雷诺数下，无序湍流运动的区域被静止层流区域分隔开。基于管流的直接数值模拟，我们在这里认为，空间不稳定性有其起源于最近邻湍流区之间的相互作用。我们进一步表明，在这种制度下，湍流本质上是间歇性的一个定义良好的平衡湍流分数，但从来没有假设一个稳定的模式。这种过渡情况类似于在简单模型中发现的情况，例如耦合映射格子。所观察到的缩放意味着湍流的层流间歇将持续到任意大的雷诺数。
2013-06-25 physics.flu-dyn
Turbulent-laminar patterns in shear flows without walls
湍流-层流不连续性，通常以条带和斑点的形式出现，是壁面剪切流中通向湍流的途径的普遍特征。在这里，我们研究的理想化的剪切无应力边界驱动的正弦体力和证明定量协议之间的湍流在这种流动和发现在内部的平面Couette流-该区域不包括边界层。利用边界层的情况下，我们构建了一个模型流，只使用四个傅立叶模式的剪切方向，但鲁棒地捕捉到的过渡中观察到的时空现象的范围，从斑点增长湍流带和均匀湍流。该模型在保持基本物理特性和与纳维-斯托克斯方程的直接联系的同时，大大降低了模拟间歇性湍流结构的成本。我们证明了这一过程的通用性，通过引入无应力的等效流平面Poietille和管流再次捕获的过渡中看到的顺层结构。
2016-02-17 physics.flu-dyn
Laminar-Turbulent Transition: The change of the flow state temperature with the Reynolds number
使用先前开发的模型来描述粘性流体流的层流/湍流状态，该模型将流视为各种尺寸的相干结构的集合（Chekmarev，Chaos，2013，013144），将流状态的统计温度确定为雷诺数的函数。结果表明，在小雷诺数，与层流状态，温度是正的，而在大雷诺数，与湍流状态，它是负的。在中间雷诺数下，随着相干结构尺寸的增加，温度从正值变为负值，类似于Onsager对无粘流体中平行点涡旋系统的预测。结果还表明，在中间雷诺数的范围内，温度表现出幂律发散特性的二阶相变。
2014-04-01 physics.flu-dyn
Laminar, turbulent and inertial shear-thickening regimes in channel flow of neutrally buoyant particle suspensions
这封信的目的是描述有限惯性下粘性流体中有限尺寸刚性颗粒悬浮液的流动状态。我们探讨了系统的行为作为粒子的体积分数和雷诺数（流量和颗粒的惯性粘性力的比率）的函数。与层流和湍流状态之间存在明显区别的单相流不同，在存在颗粒相的情况下可以识别三种不同的状态，它们之间具有平滑的过渡。在低体积分数下，当雷诺数增加时，流动变得湍流，从由粘性力主导的层流状态过渡到以湍流涡流增强动量传输为特征的湍流状态。在更大的体积分数，我们确定了一个新的制度，其特征在于更大的增加壁摩擦。壁面摩擦力随雷诺数（惯性效应）而增加，而湍流输运的影响很弱，如在强烈的惯性剪切增稠状态。这种状态可能会阻止过渡到一个充分的湍流状态在任意高速度的流动。
2014-11-14 physics.flu-dyn
Heat transfer increase by convection in liquid-infused surfaces for laminar and turbulent flows
液体注入表面（LIS）可以减少层流和湍流中的摩擦阻力。然而，这种多相表面的传热性能仍然没有得到很大程度的研究。本文采用数值模拟的方法研究了充液槽的共轭传热。结果表明，由于表面纹理中的再循环，层流和湍流液体流动的传热可以增加。为了使增加显著，固体的导热率必须与流体的导热率相似，并且凹槽中的再循环必须足够强（Péclet数大于1）。表面空腔与系统高度的比率是再循环的直接贡献的上限。虽然该比率对于微通道中的层流可能是显著的，但是其对于湍流是有限的，其中系统尺度（例如通道高度）通常远大于纹理高度。然而，在摩擦雷诺数$Re_τ\approx 180$下，在湍流通道流中观察到$10\%$量级的传热增强（具有净阻力减小）。结果表明，槽道内的回流可以间接地增强体块内的湍流对流。
2021-12-09 physics.flu-dyn
Resolvent analysis of compressible laminar and turbulent cavity flows
目前的工作表明，使用预解式分析，以获得物理见解的开放腔流。预解式分析确定了对谐波强迫的流量响应，给出了稳定的基本状态，根据响应和强迫模式以及放大增益。的响应和强迫模式揭示了与此放大过程相关的空间结构。在这项研究中，我们进行解析分析层流和湍流超过一个矩形空腔的长度与深度比$L/D=6$在自由流马赫数为$M_\infty=0.6$在展向周期设置。基于基态的主导不稳定性，在预解式分析中引入折扣参数，考察了有限时间窗内的谐波特性。我们首先揭示了基本的流动物理和解释的结果从层流在$Re_D = 502$。这些结果从层流扩展到一个更实际的空腔流动的例子在一个更高的雷诺数$Re_D = 10^4$。层流和湍流空腔流的响应模式和强迫模式的特征与层流分析的空间结构相似。我们进一步发现，在流动响应中的能量的大放大与高频率的湍流，而流动是更响应于低频激励的层流的情况下。这些研究结果从预解式分析提供了有价值的见解，流动控制研究方面的参数选择和放置的致动器和传感器。
2019-09-13 physics.flu-dyn
Laminar-turbulent boundary in plane Couette flow
我们应用迭代边缘状态跟踪算法研究Re=400时平面Couette流中层流和湍流动力学之间的边界。扰动不足以成为完全湍流，也不足以弱到再层化倾向于在状态空间中的双曲相干结构，称为边缘状态，这似乎是唯一的明显的连续移位对称性。结果表明，当不动点只有一个不稳定方向时，对于面内Couette流的下分支解，迭代边缘跟踪算法收敛于此状态.他们还表明，初始状态的选择并不重要，基本上任意的初始条件可以用来找到边缘状态。
2008-05-07 physics.flu-dyn
Energy Spectra and Fluxes in Dissipation Range of Turbulent and Laminar Flows
Pao~（1965）和Pope~（2000）提出的湍流模型同时描述了惯性区和耗散区的能谱。在本文中，我们计算的能量谱$E(k)$和能量通量$Π(k)$使用直接数值模拟网格上的$4096^3$，并显示的数值结果和预测的上述模型之间的一致性。我们还构建了一个层流模型，预测$E(k)\sim k^{-1} \exp(-k)$和$Π(k)\sim k \exp(-k)$。我们的模型预测与数值结果相匹配。着重指出了两种流动中能量传递的不同之处-湍流中能量传递是{ \em局域}的，而层流中能量传递是{ \em非局域}的。
2019-02-18 physics.flu-dyn
Wave cancellation in jets with laminar and turbulent boundary layers: the effect of nonlinearity
本文对强迫射流中的消波现象进行了研究。基于最近关于强制湍流射流的实时控制的工作[1，2]，我们在此评估了射流上游条件和非线性对消波性能的影响。实验是在喷嘴内有层流和湍流边界层的射流中进行的。首先进行开环运动，其目标是分析射流对可变带宽随机强迫的响应。射流的上游条件被发现对射流响应有很强的影响。对于窄的强迫带宽，两个射流提出了一个明确的响应制度。然而，在初始层流射流中，随着带宽的增加，初始区域中的高增长率和向湍流的过渡支撑了射流响应中的非线性效应的发生。在初始湍流射流，另一方面，较低的增长率允许一个线性响应制度，以保持更广泛的强迫参数。由于波抵消策略是线性的，反应控制被发现是更有效的，在初始湍流射流，与开环分析的结果一致。
2021-11-29 physics.flu-dyn
Vortical similarities across laminar and turbulent extreme gust encounters
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究揭示了在极端涡旋风遭遇中，方形机翼上层流与湍流流动的显著相似性，发现大尺度涡旋核心结构在不同雷诺数下具有相似特征，为高雷诺数流动建模提供新见解。
2026-03-02 physics.flu-dyn
Mean flow of turbulent-laminar patterns in plane Couette flow
本文对平面Couette流中的顺层流带状斑图进行了数值研究。这种模式在统计上是稳定的，与流向方向倾斜，并且相对于间隙具有非常大的波长。平均流量，平均时间和均匀的方向，进行了分析。在准层流区的流动不是线性的Couette轮廓，但从平流和扩散之间的非平凡的平衡的结果。这种力平衡产生了雷诺数、角度和图案波长之间关系的第一近似值。值得注意的是，平均流沿波矢方向的变化几乎完全是调和的：流可以用三个横槽剖面表示为U（x，y，z）= U_0（y）+ U_c（y）cos（kz）+ U_s（y）sin（kz）。一个模型，它涉及到跨通道的平均流量和雷诺应力的配置文件。在一个倾斜的矩形周期性计算域的角度和雷诺数的全范围内计算的制度。在其他剪切流-泰勒-库埃特，转子-定子，和平面Poiquillille-的定期观察到的层流模式进行了比较。
2007-01-20 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
Analytical Criterion for the Turbulent-to-Laminar Transition in Channel Flow
Ultra Quantum Inc（超量子公司）
基于Alexeev方程提出解析判据，通过粘性耗散平衡导出临界雷诺数，预测通道流动湍流到层流的转变阈值，并得到实验验证。
2026-10-06 physics.flu-dyn
On a mathematical definition of laminar and turbulent fluid flow
University of A Coruña（拉科鲁尼亚大学）
本文提出了一种层流和湍流流动的数学定义，基于受限非线性条件，区分了自然流动与平均流动，并探讨了湍流的生成机制。
2025-12-16 physics.flu-dyn
Luminous Flame Height Correlation Based on Fuel Mass Flow for a Laminar to Transition-to-Turbulent Regime Diffusion Flame
本文提出了一个层流过渡到湍流状态扩散火焰的火焰高度关联式。火焰高度的测量是通过数值和实验研究获得的，其中三个高清晰度的摄像机同时采取正面，侧面和45 °角的图像。使用图像处理算法分析图像，以通过间接测量确定火焰高度。为了确定化学火焰的总长度，采用非定常数值模拟方法对化学火焰进行了数值模拟。采用涡耗散模型计算了化学反应的反应速率。实验表明，该关联式对层流区的发光火焰高度的调节变化为16.9%，表明在不使用间歇浮力火焰高度关联式的情况下，该关联式能最好地代表层流区的火焰高度。对于层流和过渡到湍流制度的调整变化是5.54%相比，最公认的火焰高度的相关性，从而提供了一个可接受的良好的拟合。数值计算结果表明，与实验火焰图像相比，化学火焰长度的建议范围位于发光和闪烁火焰区之间。这些结果与文献报道的化学长度区一致。因此，相关性可用于层流和过渡到湍流燃烧制度。
2020-08-27 physics.flu-dyn
On the Mechanism of Laminar-turbulent Transition and the Origin of the Critical Reynolds Number
提出了层流-湍流转变的理论机制，其起因是流体在通道或管道壁上的减速。对于Poiffille流，导出了临界雷诺数与流的扰动度之间的解析表达式。
2013-11-26 physics.class-ph 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
Laminar-to-Turbulent Transition of Yield-Stress Fluids in Pipe and Channel Flows
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本研究通过DNS揭示了Herschel-Bulkley流体在管道和通道中从层流到湍流转变的完整机制，明确了屈服应力在转变过程中的作用。
2026-03-11 physics.flu-dyn
Laminar and Turbulent Flow in Wavy Pipes under Strong Wall Modulations
Spanish National Research Council（西班牙国家研究委员会）
研究蜿管中层流、过渡流和湍流流动，通过直接数值模拟分析强正弦壁波动对摩擦因子和平均速度统计的影响，揭示了壁振幅对层流摩擦和临界雷诺数的显著影响，指出传统模型不足，需引入有效水力半径概念。
2026-07-08 physics.flu-dyn
Experimental investigation of laminar turbulent intermittency in pipe flow
在剪切流中，湍流首先以被层流包围的局部结构（喷/点）的形式出现。我们在这里调查这种空间上的间歇性流动的管道实验表明，湍流泡芙有一个明确的相互作用的距离，它设置的最小间距泡芙以及最大可观察到的湍流分数。这里采用了两种方法。从层流开始，可以通过局部喷射流体射流穿过管壁来产生抽吸。当扰动周期性地施加在低频率，如预期的那样，观察到一个规则的序列的喷烟，其中喷烟间距是由平均流速的比值扰动频率。另一方面，在大频率下，发现喷流相互作用并相互湮灭。改变扰动频率，可以确定相互作用距离。在第二组实验中，雷诺数突然从充分发展的湍流降低到间歇状态，由此产生的流动重新组织成一系列恒定尺寸的喷流，这些喷流与Couette和Taylor Couette流动不同，是随机间隔的。湍流斑之间的最小距离与喷烟相互作用长度相同。在平面Couette和Taylor-Couette流动中，烟团相互作用长度与规则条纹和螺旋图案的波长非常一致。我们建议，相同的相互作用机制是存在于这些流量。
2011-03-31 physics.flu-dyn
The Numerical Simulation of a 3D Flow in the VKI-Genoa Turbine Cascade Taking into Account the Laminar-Turbulent Transition
本研究提出了一种数值模拟的三维粘性流在VKI热那亚叶栅，考虑到层流湍流过渡。数值模拟采用雷诺平均的纳维-斯托克斯方程和两方程k-ω SST湍流模型。代数生产项修正模型用于模拟层流-湍流转捩。计算了完全湍流和过渡流。给出了马赫数、湍流动能、熵函数和极限流线的等值线。通过对数值结果的分析，揭示了层流-湍流转变对二次流流型的影响。计算结果与已有的实验和数值计算结果的比较表明，该方法充分反映了涡轮叶栅中层流-湍流转捩的物理过程。
2016-12-06 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Turbulent burning velocity and thermo-diffusive instability of premixed flames
本文报道的结果，非定常三维直接数值模拟层流和湍流，贫氢-空气，复杂化学品火焰在强制湍流中传播的一个盒子。为了探索层流火焰热扩散不稳定性对湍流燃烧速度的最终影响，（i）通过逐渐减小计算区域的宽度Λ直到获得稳定的层流火焰，数值确定了边界不稳定和稳定层流燃烧区域的临界长度尺度Λn;（ii）通过改变计算区域的宽度Λ < Λn来模拟湍流火焰（在这种情况下，不稳定性被抑制）到Λ > Λn（在这种情况下，不稳定性可能增长）。此外，模拟进行使用混合物平均传输性能（低路易斯数火焰）或设置所有物种的扩散率等于混合物的热扩散率（equidiffensive火焰），与所有其他的东西是相等的。结果表明，在弱湍流条件下，当越过边界线Λ = Λn时，湍流燃烧速度UT显著增加，而在Karlovitz数等于或大于3.4的中等湍流条件下，当Λ < Λn和Λ > Λn时，UT值几乎相等。这些结果意味着层流预混火焰的热扩散不稳定性仅在弱湍流中显著影响燃烧速度，这与Chomiak和Lipatnikov（Phys. Rev. E 107，015 - 102，2023）提出的简单准则一致。
2023-02-23 physics.flu-dyn
Study on Laminar-Turbulent Transition in Square Arrayed Rod Bundles
本研究通过直接数值模拟，在方形排列棒束子通道中分析层流-湍流转捩，评估间隙涡街不稳定性的起始与空间增长，为核反应堆冷却剂流动设计提供参考。
2023-08-29 physics.flu-dyn
Transition from laminar to turbulent pipe flow as a process of growing material instabilities
本研究采用在本构方程中引入有限黏性强度的修正 NS 模型，通过与经典 NS 模型对比模拟，证明材料不稳定性的增长可触发圆管层流向湍流的转捩。
2024-05-10 physics.flu-dyn
Computational Study of Turbulent-Laminar Patterns in Couette Flow
采用最小流动单元法对平面Couette流动中转捩区附近的湍流-层流流型进行了模拟。计算域在两个方向上是最小的，但在第三个方向上是大的。长向可以相对于流向以任何规定的角度倾斜。三种类型的模式化状态被发现和研究：周期性，本地化，和间歇性。这些密切对应于大纵横比实验中的观察结果。
2004-03-30 nlin.PS physics.flu-dyn
Alignment of elongated swimmers in a laminar and turbulent Kolmogorov flow
许多水生微生物能够游泳。在自然环境中，它们通常在存在流动的情况下这样做。近年来，已经表明，游泳和流动的相互作用可以引起有趣的和生物学相关的现象，如微生物在特定流动区域的积累和与流动特性的局部对齐。在这里，我们考虑一个机械模型细长microswimmer在Kolmogorov流，一个原型剪切流，在稳定和湍流条件下。通过直接数值模拟，在一个简化的随机设置的分析计算的支持下，我们发现，与当地的速度游泳方向的对齐是一个普遍的现象。我们还探讨了如何积累的微生物，通常在稳定的流动中观察到的，是由不稳定的波动的存在下修改。
2022-07-19 physics.flu-dyn
Complexity of the laminar-turbulent boundary in pipe flow
在过去的十年中，混沌的边缘已被证明是一个富有成效的出发点，当层流的底部流是线性稳定的剪切流的调查。剪切流的大量计算研究表明，存在状态空间的层流和湍流区域分开的状态。此外，一些研究确定了驻留在该边缘上的不变解。在本文中，我们研究的不稳定流形的一个这样的解决方案与援助的连续性，减少，我们在这里制定的第一次为轴向和方位角对称性的同时消除。在我们对不稳定流形的研究中，我们发现了一个以前未知的具有相对复杂结构的层流-湍流边界上的行波解。通过低维投影，我们可视化不同的动力学路径，连接这些解决方案的湍流。我们的数值实验表明，层流湍流边界表现出定性不同的区域，其性质的影响附近的不变的解决方案。
2018-05-07 nlin.CD physics.flu-dyn
Chaotic self-sustaining structure embeded in turbulent-laminar interface
研究了二维槽道流中湍流与层流的界面结构。这种空间局域结构不仅维持着自身的稳定，而且还主动地将层流状态转化为湍流状态。换句话说，这种相干结构具有通过其内部动态产生不均匀性的功能。这个功能相干结构的动力学是孤立的使用过滤模拟，其动力学的物理视角总结在一个现象学模型称为“喷射-射流”循环，其中包括多尺度相互作用过程。
2015-03-16 nlin.CD physics.flu-dyn
Modeling pressure effects on the turbulent burning velocity for lean hydrogen/air premixed combustion
我们调查和模型的压力对湍流燃烧速度在很宽的压力和湍流强度的直接数值模拟（DNS）的统计平面湍流预混火焰贫氢/空气混合物。DNS的结果表明，拉伸因子的湍流燃烧速度和火焰表面面积的影响，在升高的压力。特别是，在高压下的增强拉伸因子增加了湍流和层流燃烧速度的比率，减少了“弯曲”效应。基于湍流和层流燃烧速度与火焰拉伸之间的良好一致性，采用由层流火焰数据形成的查找表来模拟不同压力下湍流火焰中的拉伸因子。结合拉伸因子和火焰表面积的子模型，建立了湍流燃烧速度的预测模型。模型预测和DNS结果之间的整体良好的协议表明，所提出的模型是能够定量预测的湍流燃烧速度在很宽的范围内的压力和湍流强度均匀各向同性湍流。
2019-11-25 physics.flu-dyn
Directed percolation describes lifetime and growth of turbulent puffs and slugs
我们表明，定向渗流（DP）模拟在3 + 1维的管道几何形状完全捕捉到所观察到的复杂现象的过渡到湍流。在低雷诺数（Re），湍流喷流的形式和自发再层化。在高Re时，湍流段塞均匀地扩展到层流区域。在这两个制度之间的时空间歇状态的Re，泡芙分裂和湍流区域表现出层流补丁。DP还捕捉到了过渡的主要定量特征，在过渡下方具有超指数发散的特征寿命。逾渗阈值以上，活性（湍流）集群扩展到非活性（层流）相与一个定义明确的速度与控制参数（雷诺数或逾渗概率）的缩放是与实验结果一致。我们的结果为Pomeau的一个猜想提供了强有力的证据。
2011-07-13 physics.flu-dyn
On the role of laminar/turbulent interface on energy transfer between scales in bypass transition
本文利用KHMH方程和条件平均方法研究旁路转捩中湍流斑界面在尺度间能量传递中的作用，发现下游界面逆级串更强，并证明湍流斑与完全湍流区在两点统计上具有动力相似性。
2022-07-26 physics.flu-dyn
Hybrid POD-FFT analysis of nonlinear evolving coherent structures of DNS wavepacket in laminar-turbulent transition
本文研究了Blasius边界层中层流湍流转捩波包的直接数值模拟（DNS）数据。这个波包分解成一组“模式”（跨越近似解空间的基础）可以通过多种方式实现。两个众所周知的工具是快速傅立叶变换（FFT）和适当的正交分解（POD）。为了协同这两种方法的优势，混合POD-FFT是开创性的，使用FFT作为解释POD模式的工具。POD-FFT自动识别流中的著名基波、次谐波和Klebanoff模式，即使它对底层物理是盲目的。此外，POD-FFT进一步将波包的次谐波内容分成三个相当不同的部分：类似于Lambda涡旋的正失谐模式、Craik型调谐模式和Herbert型正负失谐模式对，按能量降序排列。这种区别是不太广泛的认可，但它提供了一个可能的解释轻微的正失谐的次谐波模式经常在以前的实验和模拟中观察到。
2017-10-02 physics.flu-dyn
On the dynamics of laminar-turbulent patterns in plane Couette flow
在较宽的雷诺数R范围内，平面Couette流动在低雷诺数R_t时的全局稳定基流剖面之间呈现规则的斜向层流流型<R_g and a uniformly turbulent regime at sufficiently large R>。数值模拟，我们已经进行了一个模式显示波长调制的松弛，该调制与人们所期望的标准方法在扩展的几何耗散结构方面，虽然结构发展的湍流背景。一些后果进行了讨论。
2016-03-19 nlin.PS physics.flu-dyn
Laminarising turbulent pipe flow by linear and nonlinear optimisation
本文利用非线性优化与线性TG最小化设计圆管流主动体积力，揭示变平剖面通过抑制近壁条纹形成而破坏湍流自维持机制。
2024-10-25 physics.flu-dyn
Speed and structure of turbulent fronts in pipe flow
采用广泛的直接数值模拟，研究了雷诺数介于$Re=2000$和$5500$之间的管流层流湍流锋面的动力学。在这里，我们调查的物理区别弱和强段塞的前都通过分析湍流的动能预算，并通过比较的下游前运动的平流速度散装湍流结构。我们的研究表明，弱下游锋的速度比湍流结构的散装和对应的衰减湍流在前面。在$Re\simeq 2900$，下游锋速度变得比平流速度快，标志着强锋的开始。与弱锋面相反，湍流涡旋是在强锋面上通过对下游层流的馈送而产生的。我们的研究还表明，在下游层流湍流锋的生产和耗散的时间波动驱动的动态开关之间的两种类型的前观察到$Re\simeq 3200$。
2017-01-05 physics.flu-dyn
DNS of laminar-turbulent boundary layer transition induced by solid obstacles
通过交错有限差分格式和有效的浸入边界方法得到的数值模拟结果，了解三维障碍物的形状对边界层从层流到湍流状态的过渡的影响。完全解析的直接数值模拟（DNS）强调，越靠近障碍物，对称性被破坏，过渡雷诺数越小。研究还发现，这种转捩与过去所用的临界粗糙度雷诺数无关。模拟突出了尾流和屈曲不稳定性之间的差异，证明了二维跳闸装置在促进过渡方面更有效。在高雷诺数的模拟表明，再现一个真实的实验与固体障碍物在入口处是一个有效的工具，以产生数值数据库，了解物理的边界层。质量的数值方法，以充分解决的小尺度，这是一个成分的DNS的速度谱的指数范围的比较，在柯尔莫哥洛夫单位，与各向同性湍流。这个好的比较加强了在最小尺度上局部各向同性的概念。
2015-03-30 physics.flu-dyn
The signature of laminar instabilities in the zone of transition to turbulence
我们证明了在边界层中的湍流斑的诞生的时空统计可以从过渡区中的宏观测量的平均行为定性地重建。\cite{vg04}中关于层流不稳定性的模式与湍流斑的产生之间存在联系的结论得到了加强。我们研究为什么不稳定性和过渡到湍流之间的关系是明显的，在某些情况下，似乎是完全不存在的。采用新型的元胞自动机对过渡区进行了模拟，并通过二次失稳分析得到了斑点的生成模式。集中故障的假设的有效性，根据该假设，大多数湍流斑点起源于一个特定的流向位置，进行了评估。所作的预测适合于直接的实验验证。
2006-02-01 physics.flu-dyn
Turbulent channel flow of an elastoviscoplastic fluid
本文对弹粘塑性流体的层流和湍流槽道流动进行了数值模拟。非牛顿流动通过求解完全不可压的纳维-斯托克斯方程和弹粘塑性应力张量的演化方程来模拟。层流模拟进行了广泛的雷诺数，宾汉数和比的流体和总粘度，而湍流模拟进行了固定的体积雷诺数等于2800和弱弹性。我们发现，在层流制度的摩擦系数单调增加与宾汉数（屈服应力）和粘度比减小，而在湍流制度的摩擦系数几乎是独立的粘度比和宾汉数减小，直到流最终返回到一个充分的层流条件足够大的屈服应力。三个主要制度被发现在湍流的情况下，根据宾汉数：对于低的值，摩擦雷诺数和湍流的统计只有轻微的不同，从牛顿流体;对于中间值的宾汉数，波动增加和惯性平衡范围丢失。最后，对于更高的值，流动完全分层。这些不同的行为与流体不屈服的体积的逐渐增加有关，随着宾汉数的增加，从中心线向壁增长。未屈服区域与近壁结构相互作用，优先在高速条纹上方形成。特别是，近壁条纹和相关的准流向涡强烈增强在一个高度弹粘塑性流体和流动变得更加相关的流向方向。
2018-07-14 physics.flu-dyn
On Capturing Laminar/Turbulent Regions Over a Wing Using WMLES
NASA LaRC（美国国家航空航天局兰利研究中心）；Analytical Mechanics Associates（分析力学协会）
本文通过WMLES研究机翼上层流与湍流区域的捕捉，采用不同网格分辨率方法，发现细化近壁网格可提高层流区域的精度，但影响湍流区域的解析。
2026-02-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Scatterless interferences: Delay of laminar-to-turbulent flow transition by a lattice of subsurface phonons
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE)（国际工程数值方法中心）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）
通过引入亚表面声子晶格，利用无散射干涉机制抑制流动扰动，延迟层流到湍流转捩，并通过Bloch波单元分析和直接数值模拟验证。
2025-07-09 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
Description of laminar-turbulent transition of an airfoil boundary layer measured by differential image thermography using directed percolation theory
本研究利用差分成像热成像技术研究翼型边界层层流-湍流转捩，验证了定向渗流理论可有效描述转捩起始且适用于更广流动工况，为流体力学转捩研究提供高精度工具。
2023-11-10 physics.flu-dyn
How does flow in a pipe become turbulent?
管流中向湍流的过渡不遵循瑞利-贝纳德或泰勒-库埃特流中熟悉的情况，因为层流剖面在所有雷诺数下都是稳定的，不受无穷小扰动的影响。此外，即使当流速足够高并且扰动足够强使得建立湍流时，它也可以返回到层流状态而没有任何即将衰减的指示。在此参数范围内，扰动的寿命表现出对初始条件的敏感依赖性和指数分布。湍流似乎是由三维行波的支持，出现在流场中的瞬态。层流和湍流动力学之间的边界是由不变的混沌状态的稳定流形形成的。我们还将讨论在短期内，定期连续域的观测之间的关系，并在充分扩展喷流的动态。
2007-09-20 physics.flu-dyn
The laminar-turbulent transition in a fibre laser
研究从线性稳定的相干层流状态到高度无序状态的湍流的转变在概念上和技术上都是具有挑战性的，并且非常重要，例如所有的管道和通道流动都是这种类型。在光学中，理解系统如何随着空间尺寸或激发能级的增加而失去相干性是一个具有实际重要性的开放性基本问题。在这里，我们确定，可以说，最简单的系统，这个经典的问题可以研究：我们学会了在层流和湍流状态下操作光纤激光器。我们表明，层流相是一个模拟的一维相干凝聚和湍流的发病是通过空间损失的相干性。我们发现了激光运转中层流-湍流转变的一种新机制：暗孤子和灰孤子的成团作用对凝聚态的破坏。这对于利用相干动力学的设备的设计和基于远离热力学平衡操作的系统的概念上的新技术都是重要的。
2014-01-03 physics.flu-dyn physics.optics
Laminar and turbulence forced heat transfer convection correlations inside tubes. A review
本文综述了管内层流和湍流强制对流传热关联式，系统评估了公开文献中实验与计算研究的既有及最新成果，涵盖不同管形与纳米流体建模，旨在优化热设计并提升性能。
2024-01-04 physics.flu-dyn
Laminar-Turbulent Patterns in Shear Flows : Evasion of Tipping, Saddle-Loop Bifurcation and Log scaling of the Turbulent Fraction
本文用一维反应-平流-扩散模型解释剪切流层流-湍流模式，通过 Busse 气球、鞍环分岔和孤立脉冲阐明波长对数发散规律。
2024-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Laminar-turbulent separatrix in a boundary layer flow
本文研究平板上的转捩边界层流动。已知边界层流在雷诺数的临界值以上会产生不稳定的Tollmien-Schlichting波。然而，还已知的是，可以在亚临界雷诺数下观察到这种转变。在这种情况下，层流状态的吸引盆与持续的湍流共存。在这篇文章中，这两个国家之间的分界线上的轨迹进行了模拟。分界线上的状态与初始条件无关，并且与层流和湍流动态地相关联。这种边缘状态提供了关于过渡流的基本特征的信息。解的形式是低速条纹，两侧是两个准流向弯曲涡。条纹的形状与线性最优扰动法模拟的条纹形状接近。这个解决方案相比，现有的结果条纹故障。模拟是在一个时间框架内实现的局部边界层，周期性边界条件的流向。提出了一种基于尺度分离的专用模型。平均流是普朗特边界层方程的解，而叠加的小尺度波动是周期性纳维-斯托克斯方程的解。该模型与湍流模拟进行了验证，并令人满意地再现了边界层流动的物理特性，特别是在外部区域，其中外部流体被夹带向边界层。
2013-02-14 physics.flu-dyn
On the notion of laminar and weakly turbulent elementary fluid flows: a simple mathematical model
一个基本的分析流体流是由一个几何域，一个列表的分析约束，并由函数，这取决于所考虑的流体的物理特性，雷诺数。对于这个目标，层流或弱湍流行为的概念描述使用一个简单的数学模型。
2006-08-28 math-ph math.MP nlin.CD
Optimising branched fluidic networks: A unifying approach including laminar and turbulent flows, rough walls, and non-Newtonian fluids
针对分支流体网络功率优化缺乏统一方法、实际参数中间态难优化的问题，提出基于达西摩擦因子的统一优化方法，覆盖多流态、非牛顿流体、粗糙壁面等场景，修正了湍流参数x的认知，可扩展到更多构型。
2025-01-15 physics.flu-dyn
Formation of spanwise vorticy in oblique turbulent bands of transitional plane Couette flow, part 1: Numerical experiments
本文用直接数值模拟（DNS）方法研究了平面Couette流（PCF）斜层流-湍流带速度条纹中展向涡量的形成。展向涡量是由速度条纹的流向壁面正剪切层的卷起型发展产生的。它是由沿带状的大尺度气流平流输送的。我们提出了一个展向涡度的标准，检测这些事件，以进行系统的测量。除了流向和展向相关长度的辊，他们的平流速度进行了测量，并显示匹配的大规模流动沿带附近的湍流区。最后，我们讨论了涡量从层流区附近的带中射出与层流区大小之间的可能关系。
2014-12-08 physics.flu-dyn
Resolvent Analysis of laminar and turbulent duct flows
这项工作适用于不可压缩流通过矩形管道的预解式分析，以确定主导的线性能量放大机制存在于这样的流量。特别是，我们制定的预解算子线性化的纳维-斯托克斯方程的二维基/平均流。层流基流只有非零的流向速度分量，而紊流情况则表现出二次平均流（普朗特第二类二次流）。一个奇异值分解的预解算子允许识别对应于最大能量放大的结构，为指定的流向波数和时间频率。预解式分析已经富有成效的展向均匀性的壁有界流动的分析，在这里，我们的目标是探索如何这样的方法和研究结果可以扩展到有限展向范围的空间域中的流动。我们调查线性能量放大机制（特别是响应谐波强迫）的大小和结构的变化的纵横比（定义为管道宽度除以其高度）之间的变化（一个正方形管道）和10。我们还研究了二次流对线性能量放大机制的影响，发现在不同的制度，它可以增强或抑制放大。我们进一步研究了二次流如何改变强迫和响应模式的形状，导致最大的线性能量放大。
2022-05-26 physics.flu-dyn
Laminar-turbulent patterning in wall-bounded shear flows: a Galerkin model
在走向湍流的过程中，平面库埃特流--反向平移的平行板之间的流动--显示出令人困惑的稳定斜层流湍流模式。我们通过纳维-斯托克斯方程的Galerkin模型来处理这个问题。水动力场的壁面法线依赖性通过精确拟合边界条件的函数基展开来处理。这产生了一组偏微分方程的时空动力学的平面上的流动。截断这一组超出最低非平凡的顺序数值显示，产生预期的模式，因此提高了在粗糙的有效壁法线分辨率。开放的方法的观点进行了讨论。
2015-03-20 nlin.PS 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
