Effects of interfacial curvature on Rayleigh-Taylor instability
在这项工作中，一个非平凡的影响的加速接口，如液体边缘的界面曲率的稳定性，被揭露。新的稳定性分析，运营商和边界摄动理论的基础上，揭示和量化的界面曲率的增长速度和瑞利-泰勒不稳定的波数选择的影响。这里开发的系统方法还提供了广泛使用的\textit{ad hoc}思想的严格概括，由于Layzer [Astrophys. J. \textbf{122}，1-12（1955）]，对界面附近的势速度场进行近似。
2008-04-24 physics.flu-dyn
Enhanced dissipation and nonlinear asymptotic stability of the Taylor-Couette flow for the 2D Navier-Stokes equations
本文研究两旋转同心圆柱间定常环流的非线性稳定性。粘性流体的动力学由二维Navier-斯托克斯方程描述。我们采用缩放变量。对于重新标度的方程，我们证明了定常流（泰勒-库埃特流）是渐近稳定的初始数据的大扰动。回到原来的二维Navier-斯托克斯方程，这意味着改进的Taylor-Couette流的过渡阈值。改进是由于增强的耗散和新的观察和加权$L^2$规范，其中捕获的粘度常数$ν$和（不同的）旋转速度和两个同轴圆筒的位置之间的隐藏结构的建设。特别是，我们允许的位置外圆柱体趋于无穷大，这使得初始流体动能不均匀有界。由于增强耗散效应，我们还建立了一个尖锐的预解估计，期望的时空界和最优衰减估计，从而证明了二维Taylor-Couette流的非线性渐近稳定性.
2021-12-31 math-ph math.AP math.MP
High-order meshless global stability analysis of Taylor-Couette flows in complex domains
本研究开发了基于无网格框架的数值求解器，用于复杂几何结构中流体流动的水动力稳定性分析，经两类Taylor-Couette流动算例验证有效后，将其应用于椭圆封闭腔Taylor-Couette流动的稳定性研究。
2024-04-17 math-ph math.MP physics.comp-ph
Transient growth in Taylor-Couette flow
本文研究了反向旋转圆柱体的Taylor-Couette问题中由于非正态性引起的瞬态增长随展弦比η和雷诺数Re的变化。对于所有Re < 500的情况，瞬时增长被曲率增强，即，对于eta < 1比eta = 1，平面库埃特极限，瞬时增长更大。当Re < 130时，在Taylor-Couette线性稳定性边界（如果存在）和1之间的eta达到最大瞬态增长，而当Re > 130时，在线性稳定性边界上的eta达到最大瞬态增长。在Re = 310，eta = 0.986的线性稳定性边界附近的瞬态增长比Re = 310，eta = 1的瞬态增长高出约20%，接近在平面Couette流中观察到的过渡阈值。最优输入中的能量主要是方位角的;最优输出中的能量主要是方位角的。伪谱计算两个对比的情况下。对于大曲率，η = 0.5，伪谱比在窄间隙的情况下，η = 0.99更紧密地粘附到谱。
2002-10-02 physics.flu-dyn
Effect of outer cylinder rotation on the radially heated Taylor-Couette flow
本文通过线性稳定性分析研究径向加热 Taylor-Couette 流，揭示外圆柱旋转、对称破缺模态、Rayleigh 稳定区失稳及 CDNC 对临界 Taylor 数的影响。
2023-08-16 physics.flu-dyn
Stochastic Stabilization of Transient Axisymmetric Taylor-Couette Flow
构造的范式Navier-Stokes流模型，我们研究了随机强迫泰勒-库埃特系统在窄间隙限制，为了分析的同时影响的非保守（高斯）力和非线性扰动，在确定线性稳定性。我们的分析确定了关键的参数窗口内的模型显着保持其线性稳定性，即使对联合变化的随机强迫和非线性波动。我们确定这个功能作为一个{ \it潜在的普遍性}，我们然后利用回答难以捉摸的问题，最近突破性的吸积流模型如何保持其稳定性，即使在存在非线性扰动和非保守的随机强迫。我们的分析大纲超出了目前的模型研究，并奠定了一般的基础，分析稳定性的非线性剪切模型作用于外力和边界层不稳定。非线性扰动和非保守随机强迫的存在。我们的分析大纲超出了目前的模型研究，并奠定了一般的基础，分析稳定性的非线性剪切模型作用于外力和边界层不稳定。
2020-04-21 math.DS physics.flu-dyn
Stability of diffusion flames under shear flow: Taylor dispersion and the formation of flame streets
本文揭示Taylor弥散与扩散–热不稳定性的耦合机制，解释高Lewis数燃料在超临界Peclet数剪切流中形成扩散火焰街的现象，并通过线性稳定性分析与数值模拟刻画胞状结构及长波失稳导致的熄火。
2024-06-27 physics.flu-dyn
Non-axisymmetric instability of shear-banded Taylor-Couette flow
最近的实验表明，剪切带流的半稀释蠕虫状胶束在泰勒-库埃特几何形状表现出流动的泰勒涡的形式不稳定。在这里，我们进行非轴对称的线性稳定性分析的扩散剪切带的Johnson-Segalman模型，并表明，这种不稳定性的性质取决于所施加的剪切速率。对于实验相关参数，我们发现，在应力平台的开始不稳定性是由带之间的界面，而大部分的应力平台是由高剪切速率带的体不稳定性。我们的工作显着改变了最近提出的剪切带流的轴对称分析的基础上的稳定性图。
2012-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Competing instabilities in wide-gap viscoelastic Taylor-Couette flow: Taylor vs. helical vortices
Institute of Hydrodynamics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院水动力学研究所）
本文采用Oskolkov模型，通过直接数值模拟研究小半径内圆柱旋转的宽间隙粘弹性泰勒-库埃特流的稳定性，发现弹性力增大会使螺旋扰动比轴对称扰动更危险，临界雷诺数与线性理论预测一致。
2026-09-01 physics.flu-dyn
Marginally stable and turbulent boundary layers in low-curvature Taylor-Couette flow
边缘稳定性参数被用来描述泰勒-库埃特（TC）流的扭矩的旋转数依赖于半径比$η\geq 0.9$和剪切雷诺数$Re_S=2\times 10^4$。用分段线性函数近似表示的平均轮廓，其特征在于在内部和外部圆柱体的边界层厚度和在中心的角动量，轮廓和扭矩提取的要求，即边界层代表边际稳定TC子系统和扭矩在内部和外部圆柱体一致。然后，该模型将扭矩中的宽肩解释为$R_Ω\approx 0.2$附近旋转数的函数。对于旋转数$R_Ω< 0.07$，TC稳定性条件预测剪切雷诺数非常大的边界层。假设TC不稳定性被一些剪切不稳定性绕过，出现第二个最大扭矩，与数值模拟非常一致。结果表明，尽管边际稳定性理论在其他情况下存在不足，但它能定量地解释转矩随转速的非单调变化，无论是在宽极大值还是窄极大值情况下。
2016-09-02 physics.flu-dyn
Taylor bubble motion in stagnant and flowing liquids in vertical pipes. Part I: Steady-states
泰勒泡是垂直管内气液两相流段塞流的一个特征。它们的动力学表现出一些过渡，如气泡形状和尾流时，分别上升向下流动和停滞的液体，以及在足够湍流的环境中的破裂。出于需要检查的泰勒气泡在液体中的稳定性，进行了系统的数值研究，其特征在于由无量纲逆粘度（$Nf$），和Eötvös（$Eo$），弗劳德（$Fr$）数的基础上的中心线液体速度，使用Galerkin有限元方法的缓慢移动的泰勒气泡。一个边界拟合域被用来检查依赖于稳定的气泡形状上的广泛的$Nf$和$Eo$。我们的分析表明，气泡的鼻子和底部曲率的间隔$Eo = \left[ 20,30 \right)$和$Nf=\left[60,80 \right)$的限制，低于表面张力和粘度，分别有很大的影响气泡的形状。在区间$Eo = \left(60,100 \right]$中，所研究的所有气泡特征都弱依赖于表面张力。这是两部分出版物的第一部分，其中其配套文件（Abubakar & Matar，2021）报告了本文讨论的稳态线性稳定性分析的结果。
2021-09-19 physics.flu-dyn
Non-axisymmetric Magnetorotational Instabilities in Cylindrical Taylor-Couette Flow
我们研究了在方位角磁场存在下圆柱形泰勒-库埃特流的稳定性，并表明，一个获得非轴对称磁旋转不稳定性，具有方位波数m=1。当Ω_o/Ω_i仅略大于瑞利值（r_i/r_o）^[2]时，临界雷诺数和哈特曼数分别为Re_c ~ 10^3和Ha_c ~ 10^2，与磁普朗特数Pm无关。这些值足够小，因此在PROMISE实验设施中应该可以获得这些不稳定性。
2009-12-29 physics.flu-dyn
On physical optics approximation of viscous stratified shear flows
针对含湍流粘性涡系数的分层剪切平均流扰动问题，推导了仅考虑水平粘性的修正四阶Taylor-Goldstein方程，用WKB方法给出其缓变条件下的几何与物理光学近似，分析了渐近解在奇异值附近的行为。
2021-03-17 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Single-bubble sonoluminescence: Shape stability analysis of collapse dynamics in a semianalytical approach
本文从理论上分析了声致发光气泡的流体动力学形状稳定性问题。我们提出了一个半解析的方法来描述形状扰动的演化在强非线性制度的暴力崩溃。提出的近似估计液体粘度产生的阻尼率是用来阐明崩溃阶段的瑞利-泰勒不稳定性的后续演变的影响。我们表明，时间导数的形状扰动增长显着的气泡半径为零，形成在随后的反弹阶段不稳定的主要贡献。通过这种效应，瑞利-泰勒不稳定性可以急剧增强，从而对Barber等人[Phys. Rev. Lett. 72，1380（1994）]。
2000-09-14 physics.flu-dyn
Spatiotemporal linear stability of viscoelastic Saffman-Taylor flows
一个全面的，时间和时空的线性稳定性分析（驱动）Oldrophil-B流体Poiffille基流剖面中的水平对齐，正方形，Hele-Shaw细胞的报告，以确定可行的区域的拓扑过渡的前进界面。控制稳定性的无量纲组是雷诺数$Re = \frac{b^2 ρ\mathcal{U}_0}{12 η_0 L}$、弹性数$E = \frac{12 λ(1-ν)η_0}{ρb^2}$和溶剂与聚合物溶液粘度的比率$ν= \frac{η_s}{η_0}$ ;其中$b$是单元间隙，$L$是单元的长度/宽度，$\mathcal{U}_0$是平均流的最大速度，$ρ$是驱动流体的密度，$λ$是弛豫时间。在渐近极限$E(1-ν) \ll 1$，临界雷诺数，$Re_c$（定义为最大雷诺数，超过该值所有波数在时间上是不稳定的）发散，按照标度律$Re_c \sim \left[E(1-ν)\right]^{-5/3}$和临界波数增加$α_c \sim \left[E(1-ν)\right]^{-2/3}$。时间稳定性分析规定：（a）惯性的失稳影响，（b）壁附近有限边界的失稳影响，以及（c）弹性与低（高）流体惯性相结合的稳定（失稳）影响。布里格斯的想法解析延续部署到分类区域的绝对和对流不稳定性，以及倏逝模式。相图揭示了在高雷诺数和弹性数时存在绝对不稳定区域，证实了流体惯性在触发夹断中的作用。
2021-09-18 physics.flu-dyn
Paradoxical transitions to instabilities in hydromagnetic Couette-Taylor flows
利用现代谱分析的方法，我们严格地找到了与理想磁流体Couette-Taylor流相关的线性化算子的本征值分布。与流体动力学流动的瑞利稳定性判据相比，在磁场消失的极限处向不稳定性的转变具有不连续的变化，这被称为Velikhov-Zirrasekhar悖论。
2011-09-03 astro-ph.SR math-ph math.MP
Destabilizing Taylor-Couette flow with suction
考虑了径向流体注入和抽吸对Taylor-Couette流动的影响。在外筒处的喷射和在内筒处的抽吸通常导致线性不稳定的稳定螺旋流，即使对于在没有径向通量的情况下线性稳定的圆柱形剪切也是如此。我们用能量稳定性方法研究了不稳定运动的非线性方面。我们的结果，虽然专业，可能有影响的阻力减少的吸力，吸积在天体物理盘，甚至在地球的极地涡旋流。
2010-03-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn
On multiple stable states in Taylor-Couette flow with realistic end-wall boundary conditions
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
本研究通过DNS和理论分析揭示了真实端壁边界条件下泰勒-库埃特流中多重稳定状态的形成机制及动态特性。
2026-02-13 physics.flu-dyn
Transient growth in linearly stable Taylor-Couette flows
扰动的非正常瞬态增长被认为是剪切流中亚临界转变的必要先决条件，即尽管层流具有线性稳定性，但仍向湍流转变。在这项工作中，我们提出了数值和分析计算的线性瞬态增长覆盖所有线性稳定制度的泰勒-库埃特流。我们的数值实验揭示了可比的能量放大在不同的制度。对于高剪切雷诺数Re的最佳瞬态能量增长总是遵循2/3的比例与Re，这允许大的放大，即使在制度的湍流的存在仍然存在争议。在同向旋转瑞利稳定流中，随着最佳轴向波数趋于零，最佳扰动在其结构中变得越来越柱状。在这个限制的轴向不变的扰动，我们表明，线性稳定性和瞬态增长是独立的圆柱的旋转比，我们推导出一个通用的2/3标度的最佳能量增长与Re使用WKB理论。在此基础上，得到了一个适用于所有区域的线性瞬态增长估计的半经验公式。
2014-03-05 physics.flu-dyn
Geometric scaling of elastic instabilities in the Taylor-Couette geometry: A theoretical, experimental and numerical study
我们研究了粘弹性Taylor-Couette不稳定性的曲率依赖性。的曲率半径改变了近十年，第一线性不稳定性的临界Weissenberg数的确定。实验进行了各种聚合物的解决方案和缩放的临界Weissenberg数的曲率对Pakdel-McKinley标准的预测进行了评估。我们重新审视的线性稳定性分析的基础上Oldroup-B模型，并发现，令人惊讶的是，实验观察到的缩放并没有明显恢复。我们将PTT模型纳入我们的分析，以再现我们的流体的流变行为，但仍然没有发现线性稳定性分析和实验之间的协议的本构方程的双模式模型。我们还证明，这一结论是不改变的惯性或粘性加热的存在。另一方面，Pakdel-McKinley准则与数据吻合得很好。
2018-06-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Turbulence decay towards the linearly-stable regime of Taylor-Couette flow
Taylor-Couette（TC）流被用来探测天体物理学中吸积盘的流体动力学稳定性。关于TC亚临界稳定性的实验数据与湍流的存在相矛盾（参见。Ji等人，Nature，444，343-346（2006）和Paoletti等人，A $\&$ A，547，A64（2012）），差异归因于终板效应。在本文中，我们数值模拟TC流与轴向周期性边界条件，探讨存在亚临界过渡到湍流时，没有端板。我们在不稳定状态下以完全湍流状态开始模拟，并通过突然开始（稳定）外圆柱旋转进入线性稳定状态。湍流初始状态的剪切雷诺数为$Re_s \sim10^5$，半径比为$η=0.714$。这种稳定性使系统表现为阻尼振荡器，相应地，湍流衰减。的扭矩和湍流动能的演变进行了分析和周期性和阻尼的振荡被量化和解释为剪切雷诺数的函数。虽然最初的湍流状态衰减，令人惊讶的是，系统被发现在此衰减过程中吸收能量。
2013-11-11 physics.flu-dyn
Criterion for purely elastic Taylor-Couette instability in the flows of shear-banding fluids
在过去的二十年里，人们已经用各种方法研究了剪切带流动，如流变仪、测速仪和流动双折射。在胶束溶液中，收集的许多数据表现出无法解释的时空波动。最近，有人提出，这些波动起源于一个纯粹的弹性不稳定性的流动。在圆柱形Couette几何形状，不稳定性是让人想起泰勒样的不稳定性粘弹性聚合物溶液中观察到的。在这封信中，我们描述了纯弹性泰勒-库埃特不稳定性的准则应如何适用于剪切带流动。我们推导出三类剪切带流与弯曲流线，根据其稳定性。
2011-08-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wave-number dependence of the transitions between traveling and standing vortex waves and their mixed states in the Taylor-Couette system
通过探索涡旋现象波对波长的依赖性，对反向旋转Taylor-Couette系统中不同非线性组合结构螺旋涡旋的稳定性和分叉特性进行了数值研究。这产生的信息的实验和数值访问的各种分歧的情况。还向后分叉驻波的组成行波的振荡幅度被发现。
2008-07-18 nlin.PS physics.comp-ph physics.flu-dyn
Nonlinear asymptotic stability and transition threshold for 2D Taylor-Couette flows in Sobolev spaces
本文证明二维Taylor-Couette流在Sobolev空间中具有非线性渐近稳定性，给出最优指数衰减率和过渡阈值，并构造新正交基揭示增强耗散与无粘阻尼机制。
2023-06-23 math-ph math.AP math.MP
Painting Taylor vortices with cellulose nanocrystals: supercritical spectral dynamics
本研究利用纤维素纳米晶的剪切诱导双折射可视化泰勒-库埃特流，发现其流动稳定性主要由剪切变稀特性主导，并揭示了不同旋转组合下从轴对称到螺旋模式的转变规律。
2023-12-31 physics.flu-dyn
Stability analysis of shear flows in a Hele-Shaw cell
本文研究了Hele-Shaw盒中非均匀不可压缩流体运动的数学模型。提供了剪切流类的线性稳定性分析。研究了惯性、线摩擦和不可渗透边界在Kelvin-Helmholtz不稳定性发展中的作用。在长波近似下，得到了粘性和密度分层流动的简化一维模型的层次。Saffman-Taylor不稳定性发展的解释给出了这些模型的框架。
2015-01-27 physics.flu-dyn
Couette Taylor instabilities in the small-gap regime
School of Mathematics and Statistics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学数学与统计学院）；Laboratoire J.A.Dieudonné, I.U.F., Université Côte d’Azur（J.A. Dieudonné实验室，法国高等教育研究院，蔚蓝海岸大学）；Department of Mathematics, The Ohio State University（俄亥俄州立大学数学系）
本文研究了小间隙条件下 Couette-Taylor 不稳定性，证明了临界泰勒数的存在，并揭示了临界点处出现的双参数解族及其稳态特性。
2026-01-21 math.AP physics.flu-dyn
Crossover between Rayleigh-Taylor Instability and turbulent cascading atomization mechanism in the bag-breakup regime
液体雾化（或粉碎）是否诉诸不稳定动力学（通过瑞利-高原，瑞利-泰勒或开尔文-亥姆霍兹机制的改进）或湍流级联类似理查森和柯尔莫哥洛夫第一想法的问题似乎仍然是开放的。在本文中，我们报告的实验证据表明，这两种机制都需要解释从工业喷嘴获得的喷雾液滴PDF。Rayleigh-Taylor类型的不稳定性控制最大液滴的尺寸，而最小液滴服从由湍流级联机制给出的PDF，导致稳定性参数接近1.68的对数Lévy稳定定律。这个值非常接近弗洛里指数的倒数，可能与最近的一个模型有关，该模型用于自避免随机涡旋拉伸的不稳定性建模。
2010-05-31 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Trapping and Transport of Inertial Particles in a Taylor-Green Vortex: Effects of Added Mass and History Force
本文研究 Taylor-Green 涡中有限密度惯性粒子的捕获与输运，通过线性稳定性分析和数值模拟揭示附加质量与历史力对 St-R 参数空间中捕获、扩散和弹道行为区域的影响，发现同时计入两者时所有粒子均呈弹道运动。
2025-03-10 physics.flu-dyn
Interaction of a rotational motion and an axial flow in small geometries for a Couette-Taylor problem
本文分析了具有窄环隙的短圆柱在弱轴向流作用下的库埃特流动的稳定性。考虑一种不可压缩粘性流体，它被包含在两个同心短柱之间的狭窄间隙中，其中内柱以恒定的角速度旋转。圆柱体的帽具有锥形渐缩至超窄狭缝的窄管，其允许沿着内圆柱体的表面的轴向流动。找到了短圆柱Couette流的近似解，并将其用于稳定性分析，而不是精确但庞大的解。研究了Couette流对一般小扰动和弱轴向流的敏感性。我们证明了来自轴向流的扰动导致泰勒-库埃特流中色散波的传播。旋转和轴向流的共存除了需要研究能量和角动量外，还需要研究流的螺旋度。推导了短圆柱螺旋度公式的近似形式。我们发现，轴向流动使Taylor - Couette流动稳定.超临界流动包含了丰富的涡结构，包括对称的泰勒涡对、反常的单涡和准周期振荡涡。对方位角和轴向雷诺数的额定范围内的斑图形成进行了研究。一个区域，其中三个分支的不同状态发生的本地化。对模型流场进行了三维和轴对称的数值模拟，分析了模型流场的不稳定性。
2003-03-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Transition to magnetorotational turbulence in Taylor--Couette flow with imposed azimuthal magnetic field
磁旋转不稳定性（MRI）被认为是天体物理吸积盘中湍流和动量传输的强大来源，但获得其操作的观测证据是具有挑战性的。最近，泰勒-库埃特流与外部施加的轴向和方位角磁场的实验室实验已经揭示了MRI的运动学和动力学特性接近不稳定的开始。虽然良好的协议被发现与线性稳定性分析，鲜为人知的是过渡到湍流和运输性能的MRI。我们在这里报告的MRI与施加方位磁场的数值调查。我们表明，层流泰勒-库埃特流变得不稳定的波旋转的方位角方向和立场，在轴向方向通过超临界霍普夫分岔。随后，流动的特点是一个灾难性的过渡到时空缺陷介导的亚临界次谐波Hopf分岔。我们的结果是在定性协议与PROMISE实验，并显着扩展其可实现的参数范围。我们发现，随着雷诺数的增加，缺陷积累和成长为湍流，但动量输运的规模弱。
2015-09-11 physics.flu-dyn
Symmetry breaking and universality of decaying MHD Taylor-Green flows
本文研究了衰减磁流体动力学（MHD）泰勒-格林流的演化和稳定性。所选择的流量已被证明会导致陡峭的总能量谱与幂律行为$k^{-2}$。我们研究了这种流动的对称性破缺的激发扰动的不同幅度。结果表明，对于任何有限振幅的扰动，都存在一个足够高的雷诺数，使得扰动在耗散率的峰值处增长到足够大，从而导致流动中的非线性反馈，并随后打破泰勒-格林对称性。特别是，我们表明，对称性破缺在大尺度上发生，如果扰动的幅度是$ρ_{crit} \sim Re^{-1}$和在小尺度上发生，如果$ρ_{crit} \sim Re^{-3/2}$。这种对称性破缺改变了能量谱在耗散率峰值处的标度律，使其远离$k^{-2}$标度律，而趋向于经典的$k^{-5/3}$和$k^{-3/2}$幂律。
2013-10-02 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Shear-banding and Taylor-Couette instability in thixotropic yield stress fluids
本文研究了触变性屈服应力流体在两同心圆柱间的流动。为了考虑触变性，本构关系使用由动力学方程驱动的结构参数。在这里，Houska的模型被认为是。根据结构参数的击穿率，观察到局部化或剪切带。我们表明，对于脆弱的结构，剪切带流可以观察到，虽然对于较强的结构，只有本地化的流动观察，如在宾汉流体。几位作者在文献中讨论的剪切带的物理解释强调，剪切带可能与材料结构的不连续性和根据应变率的本构关系的应力的非单调演化有关。数值求解的流动，我们表明，这样的流变模型的基础上存在的结构参数是能够预测剪切带。此外，在很大的参数范围内的方位流的线性稳定性的触变性的后果进行了研究。虽然触变性允许基流的剪切带，但与简单屈服应力流体相比，它不会从根本上改变库埃特流的稳定性。表观剪切变稀行为取决于流体的触变参数和泰勒涡的剪切变稀流体中的发病的结果进行检索。然而，剪切带改变了流动区中粘度的分层，使得临界条件主要由流动区的宽度驱动。
2016-03-01 physics.flu-dyn
The Saffman-Taylor problem on a sphere
Saffman-Taylor问题解决了当两个不混溶的粘性流体在两个平行平板之间的窄间隙中移动时，分离两个不混溶的粘性流体的界面的形态不稳定性（Hele-Shaw单元）。在这项工作中，我们扩展了经典的Saffman-Taylor的情况下，通过考虑两个弯曲，紧密间隔，同心球（球形Hele-Shaw细胞）之间的流动。我们推导了界面扰动振幅的模式耦合微分方程，并研究了线性和非线性流动状态。的球形细胞（正）的空间曲率上的界面图案的形状的效果进行了研究。我们表明，流体-流体界面的稳定性是敏感的表面的曲率。特别是，它被发现，积极的空间曲率抑制指尖分裂。简要讨论了弱负曲面上的Hele-Shaw流。
2000-12-01 cond-mat.soft math-ph math.MP
The Ekman-Hartmann layer in MHD Taylor-Couette flow
本文研究了有限纵横比$H/D=10$下圆柱形MHD泰勒-库埃特流中刚性旋转平板引起的磁效应。假设圆柱体之间的流体为具有小磁普朗特数的液态金属，圆柱体是理想导电的，外加轴向磁场为$\Ha \approx 10$，旋转速率为$10^2-10^3$阶的$\Rey$。我们表明，端板引入，除了众所周知的埃克曼循环，类似的磁效应所产生的无限，旋转板，水平无界的任何墙壁。特别地，存在哈特曼电流，其穿透流体，转向径向方向，并且与所施加的磁场一起产生力。因此，该流动可以与由方位角压力梯度驱动的泰勒-迪恩流动进行比较。我们分析了这种流动的稳定性，并表明，由板引起的电流可以引起所考虑的参数的不稳定性。在设计MHD泰勒-库埃特实验时，必须特别注意垂直磁边界，使其不会显著改变旋转轮廓。
2007-10-30 astro-ph physics.flu-dyn
Nonaxisymmetric linear instability of cylindrical magnetohydrodynamic Taylor-Couette flow
我们认为，在泰勒-库埃特流的螺旋磁场的应用程序下，主要是磁普朗特数接近无感极限的非轴对称模式的不稳定性，并进行了全面检查的边际稳定性在由此产生的参数空间。我们允许的方位角磁场产生的电流的组合在内部圆筒和流体本身，并引入一个参数，这些电流的强度之间的关系。一组非轴对称模式的不稳定性的控制本征值方程推导和解决的谱配置与Chebyshev多项式在相关的参数空间，与由此产生的不稳定性详细检查。我们发现，通过改变方位角的磁场配置文件的方位角磁旋转不稳定性，非轴对称螺旋磁旋转不稳定性，泰勒不稳定性产生有趣的动态，如不同的首选模式类型，和模式的方位角波数$m>1$。最后，比较了Kirillov $et$ $al$最近进行的WKB分析。[Kirillov，Stefani和Fukumoto，J. Fluid Mech.760，591（2014）]及其在线性状态中的有效性。
2015-10-20 physics.flu-dyn
Marangoni modulation of coupled Rayleigh-Taylor and Faraday instabilities in vertically oscillated liquid films
Beihang University（北京航空航天大学）；Ningbo Institute of Technology, Beihang University（北京航空航天大学宁波创新研究院）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Peking University（北京大学）
研究马兰戈尼效应调节垂直振荡液膜中耦合的雷利-泰勒和法尔aday不稳定性，通过线性稳定性分析揭示马兰戈尼数对子谐波模式的抑制作用及谐波主导机制，揭示表面响应的频率依赖性及表面活性剂对稳定性的影响。
2026-04-21 physics.flu-dyn
Paradox of inductionless magnetorotational instability in a Taylor-Couette flow with a helical magnetic field
在无感近似下，考虑了具有螺旋形外磁场的流体动力学稳定Taylor-Couette流的磁旋转不稳定性（MRI），该近似由零磁普朗特数（$\Pm=0)$）定义.这导致了一个相当大的简化的问题，最终只包含流体动力学变量。首先，我们指出，任何微扰的能量增长在磁场的存在下，必须增长得更快，没有外地。这是一个悖论，因为基流在没有磁场的情况下是稳定的，而在螺旋磁场的存在下是不稳定的，而不被后者改变，正如最近由Hollerbach和Rudiger发现的那样[Phys. Rev. Lett. 95，124501（2005）]。我们重新审视这个问题，通过使用Chebyshev配置方法来计算线性化问题的特征值谱。通过这种方式，我们证实，MRI与螺旋磁场确实工作在无电感的限制，不稳定的影响出现作为一个有效的移动的瑞利线。其次，我们对线性化方程进行了时间积分，研究了小振幅扰动的瞬态行为，从而表明能量参数也是正确的。然而，这两个事实之间并不存在真正的矛盾。线性稳定性理论预言了任意小振幅扰动的渐近发展，而能量稳定性理论给出了任何特定扰动的瞬时增长率，但它没有说明这种扰动的演化。
2006-06-14 astro-ph physics.flu-dyn
On the inviscid instability of the 2D Taylor-Green vortex
本文研究二维周期域上Taylor-Green涡的无粘稳定性，数值证明其线性化算子本质谱带内存在不稳定特征值并导致非线性不稳定，同时揭示一种由连续不相关函数族驱动的非模态增长机制，凸显无粘流平衡态的特殊稳定性。
2024-09-29 math.AP physics.flu-dyn
On circular flows: linear stability and damping
本文建立了二维Taylor-Couette流和环形域$B_{r_{2}}(0) \setminus B_{r_{1}}(0) \subset \mathbb{R}^{2}$中类似单调流的线性无粘阻尼方程。根据Wei，Zhang和Zhao最近的结果，我们建立了加权范数的稳定性，允许在边界处形成奇点，并提供了对爆破行为的描述。
2016-05-19 math-ph math.AP math.MP
Magneto-Rayleigh-Taylor instability in an elastic finite-width medium overlying an ideal fluid
我们提出了一个系统中的二维不可压缩磁瑞利-泰勒不稳定性的线性理论，该系统由一个线性弹性（Hookean）层以上的一个较轻的半无限理想流体与磁场存在，上面和下面的层。正如预期的那样，磁场效应和弹性效应一起增强了厚层的稳定性。然而，对于相对薄的板坯，情况变得更加复杂，并且观察到许多新的和意想不到的现象。特别地，当层下方的磁场占主导地位时，其效应与弹性效应竞争，并抵消弹性稳定效应。因此，该层可能变得比这些稳定机制中的仅一个起作用时更不稳定。这个有些出乎意料的结果可以用弹性和磁场稳定系统的不同物理机制来解释。磁驱动加速板和内爆实验的影响进行了讨论。此外，还指出了在强磁化中子星中触发壳震的相关性。
2019-03-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Weakly nonlinear internal waves by tidal flow over a ridge in a shear current
Peking University（北京大学）
该研究推广Thorpe近似展开，分析切变流中海脊上潮汐产生的弱非线性内波，揭示离散谱模的非线性修正规律，解释线性模型与全非线性模拟吻合的原因。
2026-08-21 physics.flu-dyn
Linear Stability and Subcritical Turbulence in Rotating Shear Flows
阐明了旋转平面Couette流动与Taylor-Couette流动之间的关系。通过考虑旋转坐标系中科氏力的影响，解释了它们的线性稳定极限的一致性。实验数据被用来量化的行为的最小雷诺数的亚临界湍流的旋转和曲率的函数。这最后的依赖性是理解通过现象学分析，这也意味着科里奥利力降低了效率的亚临界湍流运输相对于非旋转流，数值观察。
2003-05-28 astro-ph physics.flu-dyn
Spirals and ribbons in counter-rotating Taylor-Couette flow: frequencies from mean flows and heteroclinic orbits
已经发现许多时间周期流具有称为RZIF的性质：当对时间平均值（而不是通常的稳态）进行线性稳定性分析时，获得实部为零且虚部为非线性频率的特征值。对于二维热溶质对流，Hopf分支导致满足RZIF性质的行波和不满足RZIF性质的驻波。我们已经研究了这个属性数值计算的反向旋转Couette-Taylor流，其中的Hopf分叉产生的分支向上和向下行驶的螺旋和带状物，这是一个平等的叠加。在我们已经研究过的区域中，我们发现螺旋和带状都满足RZIF性质。随着外部雷诺数的增加，带状分支成功的两种类型的异宿轨道，这两种连接鞍状态包含两个轴向堆叠对轴对称涡。一个异宿轨道是非轴对称的，具有类似于丝带的偏移，而另一个保持轴对称。
2019-05-05 nlin.PS physics.flu-dyn
Energy Loss Distribution in the Plane Couette Flow and the Taylor-Couette Flow between Concentric Rotating Cylinders
本文详细地研究了平面Couette流和同心旋转圆柱间Taylor-Couette流在各种流动条件下粘性摩擦能量损失的分布。能量损失与某些流体输送装置中的工业过程有关，并且对流动效率、流动稳定性、湍流过渡、混合和传热行为等具有显著影响。因此，重要的是了解流域中的能量损失分布，并了解其对流动的影响，以便更好地理解流动物理。同心旋转圆柱间泰勒-库埃特流能量损失分布的计算方法在公开文献中还不容易找到。本文给出了内、外筒单筒旋转和两筒反向同向旋转的原理和计算。为了比较，还导出了各种流动条件下平面库埃特流的能量损失分布。讨论了能量损失对流动特性的影响，并提出了一些建议。
2010-06-15 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Finite amplitude stability of internal steady flows of the Giesekus viscoelastic rate-type fluid
本文利用一个基于代数参数构造的李雅普诺夫型泛函，研究了由Giesekus模型描述的粘弹性流体内部定常流动的有限振幅稳定性。使用的功能，我们得到的雷诺数和Weissenberg数，保证相应的稳定的内部流的无条件渐近稳定的界限，其中的稳定流场和扰动流场之间的距离测量的帮助下的Bures-Wasserstein正定矩阵之间的距离。本文将理论结果应用于Taylor-Couette流的有限振幅稳定性分析。
2019-11-13 physics.flu-dyn
Self-sustainment of coherent structures in counter-rotating Taylor-Couette flow
我们调查的局部自持过程的螺旋湍流在反向旋转泰勒-库埃特流使用周期性的环形域，形状为一个十字形，其两侧对齐的圆柱形螺旋线所描述的螺旋图案。该研究的主要重点放在漂移旋转波（{ \sc drw}）的出现，捕获，在一个相对较小的域，相干结构的主要特点，通常观察到发达的湍流。亚临界区的过渡动力学，远低于层流圆形Couette流的第一不稳定性，由起源于鞍结分叉的{ \sc drw}解的上、下分支决定。这些解决方案自我维持的机制，以及它们诱导的混沌动力学，明显地让人想起其他亚临界剪切流。值得注意的是，即使雷诺数增加到超过基流的线性稳定性阈值，{ \sc drw}的流动特性仍然存在。模拟在一个狭窄的方向上伸展，围绕设备旋转一个完整的一圈，证实了自我维持的涡流最终集中成一个本地化的模式。由此产生的统计稳定状态满意地再现定性，并在一定程度上也定量，拓扑结构和螺旋湍流的性质计算在一个大的周期性域足够的纵横比，这是代表真正的系统
2022-07-26 physics.flu-dyn
Connections between centrifugal, stratorotational and radiative instabilities in viscous Taylor-Couette flow
“Rayleigh线”$μ=η^2$（其中$μ=Ω_o/Ω_i$和$η=r_i/r_o$分别是内柱（下标“i”）和外柱（下标“o”）之间的旋转和半径比）被认为是非分层无粘Taylor-Couette流中轴对称和非轴对称模式的离心不稳定性（CI）的极限。已知反气旋旋转比超过这条线时会出现非轴对称平流旋转不稳定性（SRI），即轴向稳定分层泰勒-库埃特流的$η^2<μ<1$，但CI和SRI在$μ<η^2$范围内的竞争尚未得到解决。在本文中，我们在有限雷诺数Re下建立了两种不稳定性之间的连续联系，正如M。Le Bars & P. Le Gal，Phys. Rev. Lett. 99，064502（2007），使得它们在开始时无法区分。这两种不稳定性也连续连接到有限Re的辐射不稳定性。这些结果表明，复数冲击粘度对该流动的线性稳定性具有影响。与无粘理论的其他几个定性差异被发现，其中一个非轴对称模式的不稳定性本地化的外圆柱没有分层，和不稳定的模式传播对内圆柱旋转分层。粘性和分层的结合也可能导致（轴对称）泰勒涡分支之间的“碰撞”，导致在过去的实验中已经观察到的轴对称振荡状态。也许更令人惊讶的是离心式的螺旋模式超出瑞利线的不稳定性，所造成的分层和粘度的联合效应。阈值$μ=η^2$似乎仍然是，然而，一个不可逾越的轴对称模式的不稳定性限制，无论分层，粘度，甚至扰动幅度。
2016-09-21 physics.flu-dyn
Spiral Vortices and Taylor Vortices in the Annulus between Rotating Cylinders and the Effect of an Axial Flow
我们提出了数值模拟的旋涡出现通过主分叉出的非结构化的圆形Couette流在泰勒-Couette系统与反向旋转以及与同向旋转的圆柱体。完整的，与时间相关的纳维-斯托克斯方程求解与有限差分和Galerkin方法的组合为一个固定的轴向周期性长度的涡图案和有限系统的纵横比12刚性非旋转端部的半径比η =0.5的设置。本文详细阐述了方位波数为M=+-1的螺旋涡和M=0的泰勒涡在结构、动力学、对称性、分叉和稳定性等方面的差异，并作了定量的比较。在轴向周期系统和固定刚性端有限系统的模拟与实验螺旋数据进行了比较。在本文的第二部分中，我们确定了雷诺数在-40 <= Re <= 40范围内的外加轴向通流是如何改变M=-1，0，1涡结构的上述性质的。除其他外，我们调查时，左手或右手的螺旋或环面封闭的旋涡是首选。
2005-05-24 nlin.PS physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the liquid film instability of an internally coated horizontal tube
本文从理论上和数值上研究了在重力驱动下，水平圆柱管内壁上粘性液膜绕无剪切动态惰性气体核的流动。液-气界面易发生Rayleigh-Plateau和Rayleigh-Taylor不稳定。在这里，我们专注于低和中间的债券号码，BO，毛细管力和引力是可比的，瑞利-泰勒不稳定性的限制是已知的被抑制。我们首先研究的轴向不变的排水流的演变，从一个均匀的膜厚，直到达到准静态制度的气泡接近上管壁。然后，我们研究了两个框架内的流量线性稳定性：冻结的时间框架（准稳态）稳定性分析和瞬态增长分析。我们探讨了表面张力（Bo）和惯性（用Ohnesorge数Oh测量）对流动及其稳定性的影响。线性稳定性分析表明，界面变形在大的Bo的结果抑制的瑞利-高原不稳定性的渐近长时间限制。此外，瞬态增长分析表明，初始流的演变不会导致任何相当大的额外放大的初始界面扰动，后验合理化的准稳态假设。本研究对Duclaux等人[15]通过实验发现的稳定阈值进行了令人满意的预测。
2022-11-21 physics.flu-dyn
Azimuthal velocity profiles in Rayleigh-stable Taylor-Couette flow and implied axial angular momentum transport
我们目前的方位角速度剖面测量泰勒-库埃特装置，已被用作恒星和行星的吸积盘的模型。该装置具有$η= 0.716$的圆筒半径比、$Γ= 11.74$的纵横比，并且在轴向方向上封闭圆筒的板附接到外圆筒。我们研究了瑞利稳定区的角动量输运和埃克曼泵浦。该制度是线性稳定的，其特征在于径向增加的比角动量。我们提出了几个瑞利稳定的配置文件剪切雷诺数$Re_S \sim O(10^5) \,$，无论是$Ω_i > Ω_o > 0$（准开普勒制度）和$Ω_o > Ω_i > 0$（子旋转制度），其中$Ω_{i,o}$是内/外圆筒旋转速率。没有一个速度剖面与非旋涡层流泰勒-库埃特剖面相匹配。在固定的$Re_S$下，当接近固体旋转时，与该轮廓的偏差增加。流动超旋转，一个角速度大于这两个圆柱体，观察到的子旋转制度。速度分布给出了旋转内筒所需扭矩的下限，该扭矩大于层流泰勒-库埃特流情况下的扭矩。准开普勒配置文件是由一个混合良好的内部区域，具有近似恒定的角动量，连接到一个外部区域的固体旋转与外圆柱体和附加的轴向边界。这些区域表明，角动量轴向传输到轴向边界。因此，外圆柱上附有封闭板的泰勒-库埃特流是吸积盘流的一个不完美的模型，特别是在稳定性方面。
2015-02-03 physics.flu-dyn
Effect of gap width on turbulent transition in Taylor-Couette flow
Faculty of Mechanical Engineering, Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学机械工程学院）；School of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power（浙江水利水电学院机械工程学院）；School of Mechanical Engineering, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学机械工程学院）
研究圆筒间隙宽度对泰勒-科氏流湍流转变的影响，发现间隙增大使流动更稳定，能量梯度函数最大值减小，延迟湍流转变，需考虑半径比影响。
2026-04-14 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech nlin.PS
Air cavities at the inner cylinder of turbulent Taylor-Couette flow
空泡，即在空化器后面形成的空气层，被认为是海洋工业中有前途的减阻方法。在这里，我们利用泰勒-库埃特（TC）的几何形状，即两个同心，独立旋转的圆柱体之间的流动，研究空气腔在这个封闭的设置，这是很容易获得的阻力测量和光流可视化的效果。我们表明，稳定的空气空腔可以形成，空腔的大小随雷诺数和空隙率的增加。由于作用在空气上的浮力，流向空腔长度强烈地取决于轴向位置。强烈的二次流，这是由一个反向旋转的外圆柱体，显然降低了空腔的稳定性，因为空气被捕获在泰勒辊，而不是在空腔。令人惊讶的是，我们观察到，局部空气注入是不必要的，以维持空气腔;只要空气存在于系统中，它被发现被捕获在空腔中。我们表明，阻力显着降低相比，没有空气的情况下，但与TC系统的空化器施加的几何修改。随着含气率的增加，系统的阻力减小。然而，空化器本身由于其流体动力学阻力（压力阻力）而显著增加阻力：事实上，与标准光滑壁TC情况相比，发现净阻力增加。因此，在获得净减阻之前，必须首先克服空化器产生的附加阻力。
2018-05-14 physics.flu-dyn
The stratorotational instability of Taylor-Couette flows of moderate Reynolds numbers
根据新的实验数据，考虑了具有轴向密度分层的Taylor-Couette流对绝热非轴对称扰动的不稳定性与旋转雷诺数Re和分层的Brunt-Väisälä数Rn的关系。在瑞利极限和超出瑞利极限的流动在雷诺数下限和上限之间变得不稳定（对于固定的Rn）。因此，对于平流旋转不稳定性来说，旋转可能太慢或太快。上雷诺数以上的不稳定性衰减，有其最大值的潜在流（驱动的圆柱体旋转根据瑞利极限）和强烈降低平坦的旋转配置文件，最后只留下孤立的岛屿的不稳定性（Rn/Re）的地图。最大可能的旋转比$μ_{\rm max}$仅略微超过具有$U_ϕ\simeq$常数的准均匀流的剪切值。沿着中性稳定性线和中性稳定性线之间，所有旋转律的不稳定模式的波数超过瑞利极限主要由弗劳德数Fr确定，弗劳德数Fr由Re和Rn之间的比率定义。对于Fr>1，单元高度扁长，使得对于轴向约束的容器，对于太高的雷诺数的测量变得困难。不稳定模式的方位角迁移略快于外圆筒旋转。
2017-12-23 physics.flu-dyn
