Hidden spatiotemporal symmetries and intermittency in turbulence
我们考虑一般无限维动力系统的伽利略和时空标度对称群。引入等价关系的时间缩放和伽利略变换，我们定义了一个代表集，每个等价类内包含一个单一的元素。时间尺度和伽利略变换不与演化算子（流）交换，因此等价关系不是不变的。尽管如此，我们证明了具有不变概率测度的归一化流可以在代表集上引入，从而在统计意义上保持对称性。我们专注于隐藏的对称性，这是打破了原来的系统，但恢复在规范化的系统。这一结构的主要动机和应用是湍流中的非线性现象。我们发现，隐藏的对称性产生幂律缩放的结构功能，并推导出公式，其指数的归一化措施。在等价关系中使用伽利略变换导致准拉格朗日描述，使得所发展的理论适用于欧拉和Navier-Stokes系统。
2022-06-08 math-ph math.MP physics.flu-dyn
From zero-mode intermittency to hidden symmetry in random scalar advection
本研究将确定性湍流中的隐藏对称性方法扩展到随机标量平流模型，揭示了零模场景与乘法场景的内在联系，阐明了标量间歇性的定量表征及其与更广泛流体动力学模型的普遍关联。
2024-08-29 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Does intermittency affect the inertial transfer rate in stationary isotropic turbulence?
对受迫纳维-斯托克斯方程进行了直接数值模拟，其中每个壳平均量从适合于初始高斯状态的值演变为围绕平均值波动。一旦瞬态已经通过，平均值（及其相关的统计数据）通过采样的演变时间序列的时间间隔的顺序的涡流周转时间。在泰勒-雷诺数从10.6到335.2的范围内重复这一过程。随着雷诺数的增加，能量谱、传递谱和惯性通量的计算结果支持了Kolmogorov-Obukhov湍流能量传递模型。特别是，我们观察到的惯性通量的标度不变性的开始，伴随着在相应的惯性波数范围内的能量谱中的-5/3幂律的开始。详细的比较表明，我们的结果与许多其他调查中发现的一致。采用流动显示方法研究了内流率。这种现象在单个实现中可以看到，但发现在整体平均下随着实现数量的增加而平均化。在对关于非线性效应与有限雷诺数修正的争论的文献进行批判性审查之后，得出的结论是，对于静止各向同性湍流的情况，内部非线性不能影响Kolmogorov-Obukhov图像，因为这完全是根据整体平均平均量构建的。
2021-07-19 physics.flu-dyn
Hidden scale invariance of intermittent turbulence in a shell model
众所周知，尺度不变性在发展的流体动力学湍流中由于不稳定性而被打破，从而证实了湍流的复杂性。在这里，我们通过在间歇性湍流中建立隐藏的自相似性来挑战破缺尺度不变性的概念。使用一个简化的（壳）模型，我们推导出一个非线性时空尺度对称的无粘方程，这是重新制定的内在时间在不同尺度的运动。数值分析令人信服地证实，这种对称性恢复在统计意义上的惯性区间内。最后，我们讨论了这一结果对Navier-Stokes系统的影响。
2020-05-01 physics.flu-dyn
Nonlinear phase synchronization and the role of spacing in shell models
Laboratoire de Physique des Plasmas, CNRS, Ecole Polytechnique, Sorbonne Universit\'e, Universit\'e Paris-Saclay, Observatoire de Paris, F-91120 Palaiseau, France
研究非线性壳模型中相同步与间距的关系，揭示相位对齐促进能量级联，提出局部Kuramoto参数检测爆发事件，发现相位相干性减少抑制间歇性。
2026-01-19 nlin.CD physics.flu-dyn
Direct and inverse cascades scaling in real shell models of turbulence
本研究针对实值速度场的湍流壳模型开展正、逆级联的高精度分析，计算前100个反常标度指数等物理量，发现两种级联的结构函数在惯性区均呈线性Kolmogorov标度，揭示无间歇性源于壳层强相关，为湍流结构提供新认知。
2024-09-18 physics.flu-dyn
Solvable intermittent shell model of turbulence
我们介绍了一个壳模型的湍流具有间歇性的行为与异常幂律标度的结构功能。这个模型是解决解析与显式推导的异常指数。该解决方案将Kolmogorov乘子的隐藏对称性与非对称性相关联，使我们的方法与真实湍流相关。
2021-08-06 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Odd viscosity suppresses intermittency in direct turbulent cascades
本研究通过模拟与理论发现，奇偶粘度在小尺度上抑制湍流间歇性，并构建双通道螺旋壳模型，为调控湍流间歇性提供新途径。
2024-09-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Enhancement of intermittency in superfluid turbulence
本文研究了$^4$ He中超流湍流的间歇行为。由于超流的双流体模型的非线性结构与欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的相似性，人们期望结构函数的标度指数与接近超流转变温度的经典湍流中的相同，也与$T_λ$相同。当相互摩擦变得重要时，情况并非如此。使用壳模型模拟，我们建议，对于一个中间制度的温度，这样的密度正常和超流组件是相互比较，存在一个范围内的尺度，其中的有效指数表示更强的不稳定性。我们提供了这些有效的和经典的标度指数之间的桥梁关系。由于这种效应发生在可访问的温度和雷诺数，我们建议，应进行实验，以进一步评估这种预测的有效性和影响。
2012-07-26 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Perturbative anomalous exponents from Kolmogorov multipliers
Instituto de Matemática Pura e Aplicada – IMPA（巴西应用数学研究所）；Institut de Physique de Nice, Université Côte d’Azur（尼斯物理研究所，蔚蓝海岸大学）
提出一种基于乘子统计而非零模计算的扰动框架，通过壳模型和Fokker-Planck方程求解Kolmogorov乘子的不变测度，计算任意阶结构函数的异常标度指数。
2026-08-31 physics.flu-dyn
Dynamical Complex Network Models of the Turbulent Cascade
提出了基于动态复杂网络的湍流能量级联模型。以一个简单的壳模型为初始规则格点，通过添加或替换局部相互作用，构造了小世界网络模型.然后，模型随着时间的推移而演变，既通过使用壳模型演变的任意网络泛化来求解速度的壳变量，又通过每次从原始晶格以规则的时间间隔重新布线网络。这导致波数谱具有更大变化的更间歇的时间演化。它还导致从这些模型计算的结构函数的拟合指数计算的不透明度的实际增加。随机非本地连接与本地最近邻连接的比例越大，网络的不连通性越大。
2020-06-16 math.DS nlin.AO nlin.CD
Exact intermittent solutions in a turbulence multi branch shell model
本研究探讨了一个多分支湍流壳模型，构建了表现出间歇性的精确惯性区解，揭示了速度幅度比值具有尺度不变性，并利用大偏差理论将速度模式概率分布重缩放为尺度无关形式，为理解真实湍流提供了启示。
2023-07-28 physics.flu-dyn
Multi-time scale-invariance of turbulence in a shell model
本文利用Sabra壳模型中恢复的隐藏标度对称性研究湍流多时间统计，提出时间尺度齐次可观测量的自相似规则，并数值验证了多时间结构函数和Kolmogorov乘子的自相似性。
2025-04-09 physics.flu-dyn
Anomalous scaling in shell model turbulence
本文对稳态湍流壳模型进行精密分析，计算了前百个反常标度指数及速度幅值与相位的统计关联，发现高阶矩呈线性标度并解释其起源，为理解流体湍流结构提供了新见解。
2024-02-12 astro-ph.HE nlin.CD physics.flu-dyn
First-principles perturbative theory of anomalous scaling in a stochastic shell model of turbulence
Instituto de Matemática Pura e Aplicada – IMPA（巴西纯粹与应用数学研究所）
针对湍流随机壳模型的核心问题，本文基于第一性原理微扰方法推导任意阶结构函数的反常标度指数，经数值模拟验证，将隐藏对称微扰框架扩展至非线性级联系统。
2026-08-27 physics.flu-dyn
Unsteadiness characterisation of shock wave/turbulent boundary-layer interaction at moderate Reynolds number
在中等雷诺数下，对斜激波撞击马赫数2.28的湍流边界层进行了直接数值模拟，模拟的流动条件与Dupont等人（2006）的实验条件相似。低频冲击不稳定性，其特性一直是相当多的研究工作的焦点，在这里研究通过Morlet小波变换。由于其紧凑的支持，在物理和傅立叶空间，小波变换使得有可能跟踪的壁压波动的各种尺度的时间演化。这个属性也使得有可能定义一个局部的不稳定性测量，代表一个频率相关的平坦度因子，以精确定位的能量爆发，不稳定的冲击不稳定性规模的规模。作为一个主要的结果，小波分解表明，宽带冲击运动实际上是一个稀疏的事件在时间上的集合的结果，每个特征由自己的时间尺度。经典的傅立叶分析隐藏了这一特征，它只能显示时间平均的行为。然后，我们提出了一个程序来处理任何相关的时间序列，如壁压的时间历史或分离气泡的程度，在其中，我们使用的条件的基础上的局部不连续性措施，过滤出的湍流内容在附近的冲击脚和隔离的信号的间歇性成分。此外，小波分析还揭示了反射激波后面的再循环气泡的呼吸运动的间歇性行为，并允许我们检测分离区域的最显著的间歇性事件与激波根部的壁压事件之间的直接、部分对应关系。
2022-10-07 physics.flu-dyn
Analysis of a Symmetry leading to an Inertial Range Similarity Theory for Isotropic Turbulence
我们提出了一个理论攻击的经典问题的不稳定性和反常标度的湍流。我们的重点是在一个理想的情况下：高雷诺数各向同性湍流驱动的稳定的大尺度强迫。此外，流体是不可压缩的，并且不存在限制边界。我们从速度场的一组好的基函数开始。这些是真实的，没有分歧的。对于傅立叶空间中的每个波矢量k，存在一对分别具有左手和右手极性的基函数。各向同性使得常数|k|壳上的所有k在统计上相等。因此，该壳中的基函数的系数X+和X-变成两个随机变量，其联合pdf描述尺度L =2*pi/ |k|的统计。此外，（X+）**2+（X-）**2成为能量的随机变量。切换到极坐标，联合pdf以方位角模式展开。我们专注于轴对称模式，它本身是一个PDF和其特征在于它的径向轮廓P（r;L）。壳层模型和DNS数据的观测结果表明：（1）P（r;L）的矩在L中服从幂律;（2）剖面服从仿射对称性P（r;L）=C（L）*f（（lnr-mu（L））/sigma（L））。我们提出一个问题：什么统计数据符合这两种观察？答案令人满意。我们用几个常数解析地求出函数f、μ、σ C。此外，我们还得到了幂律中的标度指数和系数的封闭形式表达式。虚拟原点也作为惯性范围的固有长度尺度L0出现。
2007-02-09 physics.flu-dyn
Dynamics of vorticity moments in shell models of turbulence: A comparison with the Navier-Stokes equations
本研究聚焦湍流壳模型与三维Navier-Stokes方程的数学性质比较，推导壳模型涡量矩的微分不等式，发现其非线性项贡献更弱，任意阶涡量矩存在逐点时间估计，且形式上对应Navier-Stokes方程的逐点估计，为理解两系统对应关系提供支撑。
2024-12-10 math.AP nlin.CD physics.flu-dyn
Bridging Inertial and Dissipation Range Statistics in Rotating Turbulence
通过对螺旋壳模型的详细模拟和多重分形分析，我们研究了旋转湍流的惯性范围和耗散范围统计之间的联系。特别是，通过使用后者，我们找到了一个明确的关系（异常）标度指数的等时间结构函数在惯性范围内的广义尺寸与能量耗散率。这种理论预测验证了详细的模拟螺旋壳模型的各种强度的旋转从那里的统计耗散率，从而广义尺寸，以及惯性范围，特别是异常标度指数，提取。我们的工作还强调了一个令人惊讶的良好协议-如在空间结构的能量耗散率和惯性范围内的不稳定性随着旋转强度的增加而减少-之间的解决方案的纳维-斯托克斯方程在一个旋转的框架与那些从低维，动力系统，如壳模型，这不是明确的各向异性。最后，我们进行直接数值模拟的纳维-斯托克斯方程，与科里奥利力纳入，以确认我们的多重分形和壳模型研究的结论的鲁棒性。
2020-09-02 nlin.CD physics.flu-dyn
Data-based approach for time-correlated closures of turbulence models
针对湍流数值模拟的小尺度闭合问题，本研究基于Sabra shell模型，通过变量重标度揭示隐藏对称性与普适分布，并利用高斯混合模型近似概率密度函数，构建了具有理论基础且本质概率化的时间相关闭合方法，同时提供了可扩展的机器学习框架以降低黑箱特性。
2023-08-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
