Wavelet Analysis of Vortex Tubes in Experimental Turbulence
本文提出了一种用一维湍流实验数据研究涡流管的新方法。涡管被检测为局部最大值的小波变换的速度数据的尺度空间图。然后，可以提取典型的速度模式。在风洞中获得的数据的结果与三维直接数值模拟的结果是一致的。
2001-11-13 physics.flu-dyn
Vortex Tubes in Turbulence Velocity Fields at Reynolds Numbers 300-1300
湍流的最基本结构，即，本文利用实验室实验中获得的雷诺数为295-1258的微尺度边界层的速度数据，对涡流管进行了研究。我们进行条件平均的增强小尺度的速度增量，并获得典型的速度分布的涡流管。它们的半径是柯尔莫哥洛夫长度的数量级。它们的循环速度是均方根速度波动的数量级。我们还得到了速度增量连续增强之间的时间间隔的分布，作为涡流管空间分布的度量。它们倾向于聚集在一起低于约积分长度，更显着低于约泰勒微尺度。这些性质与雷诺数无关，因此预期具有普遍性。
2004-09-13 physics.flu-dyn
Cascades and Reconnection in Interacting Vortex Filaments
在高雷诺数下，两个涡流管之间的相互作用导致强烈的速度梯度，这是流体湍流的核心。这种涡量放大是通过初始涡管的两种不同的不稳定性机制产生的，假设是反平行的，并具有镜像对称平面。在中等雷诺数下，管通过Crow不稳定性而不稳定，非线性发展导致芯体强烈压扁成薄片。然后，这些片材预锻成长丝，长丝可以重复该过程。在较高的雷诺数下，不稳定性通过椭圆不稳定性进行，产生垂直于原始管方向的涡流管。在这项工作中，我们表明，这些相同的过渡之间的乌鸦和椭圆形不稳定性发生在中等雷诺数时，我们改变两个直涡管之间的初始角$β$。我们证明了当两个管之间的角度接近于$π/2$时，管之间的相互作用导致薄涡面的形成。这些片的随后的破裂涉及成对片的扭曲，随后出现小尺度涡旋结构的局部云。在两个管之间的角度$β$的值较小时，击穿机制改变为椭圆级联状机制。而两个涡的相互作用取决于初始条件，细尺度涡结构的快速形成似乎是一个强大的功能，可能是普遍的非常高的雷诺数。
2021-02-22 physics.flu-dyn
Modelling of Vortex-Induced Aviation Turbulence
航空湍流被模拟为飞机和涡流管之间的相互作用。涡流管可以具有相对于飞行器的任意取向/偏移。我们比较了飞机模型（i）作为一个点和（ii）具有有限面积（机翼和机身）。我们考虑飞机所经受的垂直加速度和水平加速度。基线涡流管的面积与飞机面积相当。
2019-08-15 physics.flu-dyn
Characteristics of shock tube generated compressible vortex rings at very high shock Mach numbers
可压缩涡环通常形成于激波管的开口端，在其形成、发展和传播过程中，往往表现出一些有趣的现象，这些现象取决于激波的马赫数和出口流动条件。到目前为止，文献中所研究的平移可压缩涡环的马赫数是亚音速的，因为所考虑的激波管压比（PR）相对较低。在本数值研究中，我们着重于低到高涡环马赫数（0.31 < Mv < 1.08）的情况，特别着重于实验中没有报道的非常高的Mv情况，因为在实验室中很难获得。在激波管中以氢气作为驱动段气体，首次获得了超声速可压缩涡环（Mv > 1）。结果表明，在涡环发展的不同阶段，基于SST k-ω的DES湍流模型比以往发表的结果更好地再现了实验观测。DES，这是一个内置的混合LES和RANS的方法被唤起，可以自动切换到亚网格尺度（SGS）模型在LES区域（即具有不同尺度的涡结构）和RANS模型在该区域的其余部分（即网格间距大于湍流长度尺度）。DES模型可以预测剪切层涡的特性，以及反向旋转涡环（CRVR）的实验测量报告。除了通常的CRVR外，在主涡环后面不同径向位置形成多个三相点和相应的滑流剪切层，从而形成多个CRVR，似乎是高马赫数涡环的独特特征。对于形成阶段的高PR、H_2情况，形成一个反循环的涡层（主涡环的涡层）。
2020-09-07 physics.flu-dyn
Vortex formation and instability in the left ventricle
我们研究了二尖瓣涡环的形成在舒张早期充盈在患者特定的左心室（LV）使用直接数值模拟。左心室的几何形状是从健康人类受试者的磁共振成像（MRI）数据重建的。通过基于细胞的激活方法对左心室运动学进行建模，该方法受到心脏电生理学的启发并产生生理性LV壁运动。在流体动力学视频中，我们详细描述了舒张早期充盈期间形成的二尖瓣涡环的三维结构。环开始变形，因为它向心尖传播，并变得倾斜。尾二次涡管是涡环与LV壁相互作用的结果。这些涡流管围绕圆周缠绕，并开始与二尖瓣涡流环相互作用并使其不稳定。在左室舒张末期，涡环撞击左室壁，大范围的心室内血流沿顺时针方向旋转。首次揭示了二尖瓣涡环的演化是由涡环的侧向变形、两个强度不等的涡管的相互作用、涡管的螺旋度极化和涡核的扭转不稳定性等涡-涡和涡-壁相互作用所控制的。
2011-10-15 physics.flu-dyn
Orthogonal and antiparallel vortex tubes and energy cascades in quantum turbulence
我们通过直接观察Gross-Pitaevskii方程数值模拟中的涡度分布来研究量子湍流中的能量级联动力学。通过对涡量分布的各个尺度进行傅立叶滤波，发现大尺度反平行涡管产生与大尺度反平行涡管正交的小尺度涡管，这是能量从大尺度到小尺度级联的表现。我们揭示了在这些过程中的量子化涡旋线的动力学。
2018-07-14 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
From the Newton's laws to motions of the fluid and superfluid vacuum: vortex tubes, rings, and others
由于有三个条件（即：（a）速度由无旋分量和螺线管分量之和表示;（b）流体是正压的;（c）含有流体的浴池经历垂直振动），纳维-斯托克斯方程可简化为修正的哈密尔顿-雅可比方程。修改项是Bohmian（量子）势。这种简化为定义一个复值函数提供了可能性，称为波函数，它是薛定谔方程的解。通过与磁矢势的类比，将螺线管分量加到动量算符中，使其自身成为矢势。矢量势由螺线管速度乘以流体单元的质量表示。涡管、环和球以及引导这些物体的波函数都是这个方程的解。涡球沿Bohmian轨迹的运动给出了液滴在流体表面上运动的模型。一种特殊的流体是超流体物理真空。它包含玻色粒子-反粒子对。由正负电子对呈现的涡旋线是主要的力矩对象。涡线束可以将扭矩从一个旋转的圆盘传递到另一个不动的圆盘。
2014-06-20 physics.flu-dyn
The Full Nonlinear Vortex Tube-Vorton Method: the post-stall condition
本文针对失速后条件改进了全非线性涡管-涡子方法（FTVM）的力计算，提出基于纯涡量和速度的低阶数值方法，准确近似复杂尾流动力学并简化低速空气动力学理解。
2025-07-10 physics.flu-dyn
Vortex breakdown in a hydro turbine draft tube swirling jet
Hydro Energy and Applied fluid Dynamics (HEAD) Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
研究水轮机尾水管旋流射流中涡旋破裂现象，揭示了涡旋绳的形成与亚临界解及滞后环的产生，通过临界分岔分析阐明了回流气泡的动态变化。
2026-07-29 physics.flu-dyn
Shock accelerated vortex ring
激波与球形密度不均匀体的相互作用通过斜压涡度的脉冲沉积导致涡环的发展。目前的流体动力学视频显示这种现象，并在威斯康星州激波管实验室（WiSTL）的9.2米，向下射击激波管进行了实验研究。该管具有方形内部横截面（0.25 m x 0.25 m），具有用于光学访问的多个熔融石英窗口。球形肥皂泡是由一个可伸缩的注射器产生的，并释放到自由落体200毫秒前的初始冲击加速。向下运动的M = 2.07的冲击波使气泡冲动地加速并从管端壁反射。反射的冲击波使气泡重新加速（再冲击），气泡现在已经发展成涡环，沉积了额外的涡量。在没有任何流动扰动的情况下，反射激波后面的流动是静止的。因此，任何观察到的涡环运动都是由于环流造成的。冲击涡环成像在12,500 fps的平面米氏散射。
2009-10-16 physics.flu-dyn
Temperature Separation in a Vortex Tube and convection driven by vorticity
本文研究涡流管中温度梯度偏离绝热梯度的原因，提出涡量可像温度一样影响可压缩流体微团的压力与密度，并揭示高涡量气体脱离壁面后在轴线附近经多次碰撞实现温度分离的机制。
2024-02-28 astro-ph.GA physics.flu-dyn
Advances and Outlooks of Heat Transfer Enhancement by Longitudinal Vortex Generators
在过去的几十年里，使用延伸表面（翅片）的传热强化受到了相当大的关注。纵向涡发生器（LVG）是一种新型的强化传热技术，自20世纪90年代以来受到广泛关注。它由一种特殊类型的延伸表面激活，该表面可以产生轴线平行于主流方向的涡流。旋涡是由流动分离和摩擦引起的强旋转二次流产生的。本文介绍了LVG的研究和应用现状。主题报导包括在直通道和在换热器中的热传递增强。在后者中，有板和波浪形翅片管换热器、翅片管和椭圆管换热器以及具有多排管的翅片管换热器。最后讨论了LVG强化传热的发展趋势和发展方向。
2016-03-05 physics.flu-dyn
Vortex dynamics under pulsatile flow in axisymmetric constricted tubes
更好地了解如何涡的发展和传播下脉动流可以揭示重要的混合和运输过程，包括过渡到湍流制度发生在这样的系统。例如，阻塞动脉模型中脉动流的表征有助于鼓励对与形态学、血液粘度、壁弹性和流速变化相关的流动诱导现象的研究。本文采用轴对称刚性模型研究了不同收缩度（$d_0$）、平均雷诺数（$\bar{Re}$）和Womersley数（$α$）下的流动特性。采用数字粒子图像测速仪（Digital Particle Image Velocimetry）实验获得速度场，并进行数值模拟。对于数据的采集，$\bar{Re}$在385至2044之间变化，$d_0$为1.0 cm和1.6 cm，并且$α$在实验中在17至33之间变化，在数值模拟中在24至50之间变化。所考虑的雷诺数的结果表明，流型包括两个主要结构：围绕管轴的中心射流和邻近管内壁的回流区，其中涡流脱落。使用涡量场，跟踪涡的轨迹，并计算它们在其寿命期间的位移。分析得出了最大涡位移的标度律方程，该方程是取决于系统参数Re和$α$的无量纲变量的函数。
2019-12-12 physics.flu-dyn
Dynamics of Magnetized Vortex Tubes in the Solar Chromosphere
我们使用3D辐射MHD模拟调查的形成和动力学的小规模（小于0.5微米直径）涡管自发产生的湍流对流在安静的太阳区域与最初的弱平均磁场。结果表明，涡管进入色球层后，对太阳大气的结构和动力学有着重要的影响。涡流管主要集中在颗粒间通道，其特征是强烈的（近音速）下降流和旋涡运动，捕获和扭曲磁场线，形成磁通量管，随着高度的扩大，并达到磁场强度范围从200 G的色球层到超过1千克的光球层。我们详细研究了这些涡流管的物理性质，包括热力学性质，流动动力学，动力学和电流螺旋度，并得出结论，磁化涡流管提供了一个重要的路径，从对流区到色球的能量和动量转移。
2012-01-26 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.data-an
Vortex Tubes of Turbulent Solar Convection
研究太阳对流的湍流特性对于理解太阳表面观测到的多尺度动力学是极其重要的。特别是，最近的高分辨率观测揭示了无处不在的旋涡结构，数值模拟表明了涡管动力学和磁场组织之间的联系，并显示了涡管相互作用在太阳声波激发机制中的重要性。本文利用辐射流体力学大涡模拟方法研究了太阳表面附近强湍流对流中涡管的形成机制。对模拟数据的分析表明了涡管形成的两个基本过程：1）对流颗粒内部小尺度对流不稳定性的发展; 2）颗粒间剪切流的Kelvin-Helmholtz型不稳定性。我们的分析表明，在这些过程中，涡旋拉伸是太阳上产生小尺度涡度的主要来源。
2012-01-12 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.flu-dyn
Numerical Study of Mechanism of U-shaped Vortex Formation
本文阐述了U型涡的形成机理，并通过实验和DNS分析发现了U型涡的形成机理。本文的主要目的是解释U型涡是如何形成和进一步发展的。根据高精度直接数值模拟的结果，U形涡是拟序涡结构的一部分，实际上是二次涡诱导的流向三级涡。这一新发现与现有的理论描述的U形涡是作为年轻湍流斑的头部新形成的，最后预锻破裂成小块的说法有很大不同。此外，我们还发现当原λ形涡管被拉伸并产生多个环时，U形涡与原λ形涡管腿具有相同的涡量符号，并作为第二颈向环状涡提供涡量。
2014-02-24 physics.flu-dyn
Ubiquitous Solar Eruptions Driven by Magnetized Vortex Tubes
太阳表面被高速喷流覆盖，这些喷流将质量和能量输送到日冕中，并供给太阳风。这些喷流中最突出的被称为针状体。然而，引发这些喷发事件的机制仍然未知。使用现实的数值模拟，我们发现，小规模的喷发是由无处不在的磁化涡流管产生的太阳的湍流对流在次表层。旋转的涡流管（类似于龙卷风）穿透太阳大气层，捕获并拉伸背景磁场，并将周围的物质向上推，产生准周期性的冲击。我们的模拟揭示了一个复杂的高速流动模式，和热力学和磁结构的爆发涡管。我们发现，爆发是在次表层，并驱动的高压梯度在光球和光球，并由洛伦兹力在更高的大气层。
2012-12-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
A generalization of vortex lines
亥姆霍兹定理指出，在理想流体中，涡线随流体移动。另一个亥姆霍兹定理补充说，涡流管的强度沿管是恒定的。这些线可以看作是1维可积分布（由涡度2-形式给出）的积分曲面。在积分不变量理论的一般背景下，由于Poincare和Cartan，人们可以找到$d$维可积分布，其积分表面显示涡线的两种性质：它们与（抽象）流体一起移动，并且对于适当的涡流管推广，后者的强度沿管是恒定的。
2017-11-24 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Vortex-magnetic competition and regime transitions in antiparallel flux tubes
Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Universidad de Cádiz（加的斯大学）
研究揭示了反向磁通管中涡旋与磁性竞争的三种相变机制，揭示了惯性-洛伦兹平衡对MHD湍流能量传输和结构形成的作用。
2025-09-22 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Stall cells over an airfoil. Part 2: A vortex-based analytical model for their formation and saturation
LHEEA lab. - CNRS - Nantes Université, Centrale Nantes（南特大学中央理工学院）；FLOW, Department of Engineering Mechanics, KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出基于涡旋的分析模型，研究滞止细胞的形成与饱和机制，通过线性和非线性分析揭示其动力学特性。
2026-02-06 physics.flu-dyn
The mechanism of tornadogenesis from the perspective of vortex tubes
本文基于开尔文-亥姆霍兹定理，从涡管视角提出龙卷风生成新理论：气压差足够大时涡管涡量增加至龙卷风级别，气压差变化决定龙卷风强度增减与消散。
2025-06-23 math-ph math.AP math.MP
Energy transfer and vortex structures: Visualizing the incompressible turbulent energy cascade
动能从大尺度向小尺度的转移是湍流的一个标志。然而，一个精确的机械描述，这是预计将发生通过能量级联，仍然是失踪。已经提出了几种概念上简单的带有涡流管的构型，作为理解能量级联的试验场。在这里，我们专注于不可压缩流和比较的能量传递发生在一个统计稳定的均匀各向同性湍流（HIT）流与生成的细尺度运动的配置，涉及涡流管。首先，我们过滤的波数分布的频带中的速度场，这使我们能够研究傅立叶空间中的能量传递，也可视化的能量级联在真实的空间。在统计稳定的HIT流在中等雷诺数的情况下，我们的数值计算结果并没有显示任何显着的相关性区域之间的激烈的能量转移和涡度或应变，过滤在相应的波数带，也没有任何简单的自相似过程。相比之下，在瞬态湍流从两个反平行的涡流管之间的相互作用，我们观察到一个定性简单的组织的激烈的结构，以及能量传递。通过在两个强涡带中相互作用的涡核变平而导致涡重联的过程，也与HIT的物理性质不同。我们的研究结果表明，瞬态流的特定属性影响能量的传输方式，可能并不代表HIT。
2023-03-28 physics.flu-dyn
Laboratory experiments for intense vortical structures in turbulence velocity fields
湍流的旋涡结构，即，本文利用实验室在微尺度雷诺数为332 ~ 1934的条件下获得的管道流动和边界层的一维速度数据，对涡管和涡片进行了研究。我们研究了强涡结构的平均速度分布。涡流管的贡献占主导地位。半径与柯尔莫哥洛夫长度成比例。环流速度与均方根速度波动成比例。我们还研究了强涡结构的空间分布。该分布在小尺度上是自相似的，在大尺度上是随机的。由于这些功能是独立的微尺度雷诺数和湍流生产的配置，他们似乎是普遍的。
2007-03-06 physics.flu-dyn
Large-scale mean flow and inclination of isolated turbulent band in channel flow
针对转捩槽道流中孤立湍流带的结构与倾角维持机制，研究发现其头部ν形涡延伸形成反向涡管对，二者对流速度差提供恢复角动量以自调整维持特征倾角。
2023-10-05 physics.flu-dyn
Confined Vortex Surface and Irreversibility. 3. Nested Tubes and Energy Cascade
本文发现了受限涡旋面方程的一族新精确解，其具有无限嵌套管结构，在物理空间实现了从涡旋到更小涡旋的能量级联，并证明管厚度随 Reynolds 数按 $R^{-3/4}$ 衰减。
2024-01-06 hep-th nlin.PS physics.flu-dyn
Vortices within vortices: hierarchical nature of vortex tubes in turbulence
利用JHU湍流数据库与可视化工具生成视频，研究湍流中小尺度结构被大尺度结构剪切扭曲而非无畸变平流输送的现象，揭示湍流级联机制。
2023-11-21 cs.GR physics.flu-dyn
Vortex controlled heat transfer in eight row plate fin and tube exchangers: CFD derived air side Nusselt correlations
本研究通过CFD模拟揭示8排错列翅片管换热器中第1、2、8排传热效率显著高于其他排，并建立逐排努塞尔数关联式，为降低成本和能耗提供优化依据。
2025-09-10 physics.app-ph physics.flu-dyn
New approach for analysing dynamical processes on the surface of photospheric vortex tubes
大多数关于多尺度涡旋运动的研究采用二维几何学，使用各种观测和数值资料。这种方法限制了对涡旋动力学物理过程本质的理解。在这里，我们开发了一种新的方法来从涡流管的边界面提取重要信息。利用三维高分辨率磁对流MURaM数值资料分析了光球粒间速度涡。基于流体元素的平流，采用拉格朗日平均涡度偏差（LAVD）技术确定涡结构的中心及其边界面。这些表面被映射到一个构造的包络网格，允许研究的关键等离子体参数的空间和时间的函数。有助于理解等离子体动力学的参数，例如洛伦兹力、压力、等离子体- $β$也被确定。我们的研究结果表明，虽然密度和压力具有相当全球性的行为，但其他物理量会发生局部变化，其大小和方向在空间和时间中发生变化。在表面处，水平方向上的混合效率不高，导致出现具有较高/较低温度的局部区域。此外，分析的MHD坡印廷通量证实，大部分的能量是在水平方向上。我们的研究结果还表明，压力和磁力，驱动等离子体的动态涡旋表面是不平衡的，因此，旋涡不旋转作为一个刚体。
2022-02-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Two-Way Coupled Dynamics of Quantized Vortex Bundle Formation in Spatially Periodic Normal-Fluid Turbulence
Keio University（庆应义塾大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
该研究通过双向耦合模拟揭示超流体⁴He中量子涡旋在正常流体湍流中受相互摩擦驱动成束的机制，明确涡束寿命的关键影响因素，确立双流体多尺度涡旋组织的统一机制。
2026-10-15 cond-mat.other cond-mat.supr-con physics.flu-dyn
A remark on the zeroth law and instantaneous vortex stretching on the incompressible 3D Euler equations
Goto-Saito-Kawahara（2017）通过对Navier-Stokes湍流的DNS研究表明，湍流由反平行涡管对的自相似层次结构组成，特别是，在较大尺度应变场中拉伸会产生较小尺度的涡。受他们数值结果的启发，我们利用三维不可压Euler方程研究了Goto-Saito-Kawahara型涡管的行为，并表明这种行为在没有非线性尺度相互作用的情况下会引起能量级联。从这个能量级联，我们证明了修改后的版本的零定律。在附录中，我们从GSK的观点导出了Kolmogorov的$-5/3$ -定律。
2019-02-19 math-ph math.AP math.MP
A numerical investigation on the vortex formation and flow separation of the oscillatory flow in jet pumps
采用二维计算流体动力学模型预测了通过置于较大外管中的锥形圆柱管段（射流泵）的振荡流。由于射流泵的形状，在流体动力学端部效应中将存在不对称性，这将导致发生时间平均压降，其可用于消除闭环热声装置中的Gedeon流。研究了两种不同锥角的射流泵结构的性能。一个特定的时域阻抗边界条件的实施，以模拟行波声波条件。它示出，通过缩放的声学位移幅度的射流泵的尺寸，类似的微小损失观察独立的射流泵的几何形状。四种不同的流动状态被区分，所观察到的流动现象与射流泵的性能有关。模拟的射流泵的性能进行比较，现有的准稳态近似，这是只有效的小位移幅度相比，射流泵长度。
2015-03-30 physics.flu-dyn
Multi-Parametric Study of Rising 3D Buoyant Flux Tubes in an Adiabatic Stratification Using AMR
我们使用二维和三维的MHD模拟研究了嵌入绝热分层中的磁通量管的浮力上升。我们分析了管的演变场线扭曲和管轴的曲率在不同的扩散制度的依赖性。为了能够实现相对较高的空间分辨率，我们使用FLASH代码，它具有内置的自适应网格细化（AMR）功能。我们的3D实验达到雷诺数，允许与以前的2D模拟的结果进行合理的比较。当实验在没有AMR的情况下运行时，因此具有相对大的扩散率，保留在管内的纵向磁通量的量随着管轴的曲率而增加。然而，当通过使用AMR算法达到低扩散状态时，磁扭曲能够防止磁回路分裂成涡流管，并且回路曲率不起任何重要作用。我们检测到在顶点的相对两侧的相反符号的管的主体中的涡度的产生。这是磁通量表面上磁场方位分量不均匀的结果。与这种整体涡量相关的升力使管的侧面以反对称的方式远离它们的初始垂直面。由于涡卷脱落到尾流，轨迹具有叠加的振荡运动，这产生了Von Karman街。
2015-07-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Transient vortex events in the initial value problem for turbulence
一个涡量浪涌事件，可能是一个广泛的一类突发事件在湍流的范例进行了研究，以研究如何建立能量级联，以及如何将此事件可以作为一个新的测试LES湍流模型。在直接数值模拟中，通过湍流能量级联的传统特征（如接近-5/3的谱和强烈的贝尔特拉姆涡管），该涡量浪涌事件与能量级联的形成有关。一个连贯的机制，建议几乎同时发展的最大峰值涡度$\|ω\|_\infty$，增长的耗散，一个螺旋对齐的本地涡配置和强大的，瞬态振荡的螺旋波数谱的外观。这种一致性也检查两个LES模型，一个传统的纯耗散涡粘性模型和现代方法（LANS $-α$），尊重流体的非线性输运特性。这两个LES模式正确地代表了频谱能量和能量耗散与这个涡量激增事件。然而，只有保留非线性流体输运特性的模型才能再现螺旋特性，包括贝尔特拉米式涡流管。
2002-01-27 nlin.CD physics.flu-dyn
Vortex filament dynamics and vortex ring motion revisited
University of Exeter（埃克塞特大学）
本文引入关联细长涡面几何的坐标系，建立通用数学框架推导涡运动方程组，用于计算任意轴向流动的细长涡环运动，所得结果与早期研究一致，该框架可用于开发涡运动与相互作用的简化方程。
2026-08-27 math.AP math.DG physics.flu-dyn
Vertical velocities in quasigeostrophic laboratory vortices
Aix-Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, IRPHE（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、中央理工学院马赛分校、IRPHE）
本研究通过实验和理论模型验证了准地转实验室涡旋中垂直速度的预测，发现理论预测与实际测量存在显著差异，并通过引入耗散项来解释粘性扩散对涡旋内部循环的影响。
2025-12-19 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Three-dimensional inverse energy transfer induced by vortex reconnections
在低温超流氦中，粘性为零，涡量以离散的形式出现，即固定循环和原子厚度的涡丝。我们提出的数值证据的三维逆能量转移从小尺度的大尺度的超流湍流产生的流动的涡环。我们认为，该效果产生的各向异性的流，这有利于涡重连的相同极性的涡环，它已被间接观察到在实验室中。这种效应引发了关于与普通湍流中的相关过程进行类比的问题。
2013-12-18 cond-mat.other physics.flu-dyn
Coherent vortex structures in quantum turbulence
这份报告解决了量子湍流社区在过去十年中讨论的一个重要问题：在零温度超流体中，量子化涡旋是否形成了与普通粘性湍流中的涡管类似的相干结构？到目前为止，数值模拟提供的证据是，在有限温度超流体中出现了量子化涡旋束，但来自与湍流（粘性）正常流体中现有相干结构的相互作用，而不是由于内部超流体动力学。在这份报告中，我们表明，在非常强烈的量子湍流（其模拟是可能的树算法），涡缠结包含小相干涡结构（束量子化涡），产生的Biot-Savart动力学单独的，这是类似于在经典粘性湍流中观察到的相干结构。
2011-10-11 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Reconnection of vortex filaments and Kolmogorov spectrum
研究了涡丝坍缩引起的三维速度场的能谱。这项工作的目的之一是澄清外观的Kolmogorov型能谱$E(k)\varpropto k^{-5/3}$，观察到在许多离散涡管（量子流体中的量子涡丝）的数值工作。通常，解释量子湍流的经典湍流性质，涡束模型，被使用。该模型是必要的，以模拟涡拉伸，这是负责在经典湍流的能量传递。在我们的考虑中，我们不呼吁可能的“束安排”，但探索另一种想法，湍流谱出现从奇异的解决方案，它描述的崩溃线时刻的重联。另一个目标是与一个重要的和深入讨论的话题-流体动力崩溃的湍流谱的形成中的作用。我们证明了特定的涡丝结构产生的谱$E(k)$接近Kolmogorov依赖性，并讨论了这一点以及偏差的原因。我们还从经典和量子湍流的角度讨论了所得结果。
2014-04-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
