Forced three-wave interactions of capillary-gravity surface waves
三波共振相互作用构成耦合毛细表面波的基本非线性机制。在之前的工作中，Haudin等人[Phys. Rev E 93，043110（2016）]，我们已经通过实验表征了这种子波机制的产生，其振幅由于粘性耗散而饱和。在这里，我们通过实验证明子波的产生验证了共振条件，但不是色散关系。通过模拟最低非线性阶的自由表面的响应，我们解释了这种观察作为一个强迫相互作用。{The自由表面的线性传递函数的带宽确实由于显著的粘性耗散而增加。这样就有可能观测到不遵循线性色散关系的自由表面激励。这种强迫三波相互作用机制可能会对实验或自然系统中具有不可忽略耗散的波湍流产生重要影响。
2019-07-09 physics.flu-dyn
Energy dissipation in body-forced plane shear flow
本文研究了具有自由滑移边界的宽度为l的平面槽道中的体积力驱动剪切流问题。从不可压纳维-斯托克斯方程出发，在没有附加假设的情况下，导出了体时均能量耗散率上界的极小极大变分问题。这对层流或湍流解决方案有效的功耗产生严格的限制。极小-极大问题在高雷诺数Re = U*l/nu时精确求解，其中U是均方根速度，nu是运动粘度，从而得到无量纲渐近耗散因子β = β *l/U^3的显式界限，该界限仅取决于剪切体积力的“形状”。例如，对于一个简单的半余弦力剖面，高雷诺数界限是beta <= pi^2/sqrt{216} = .6715. .我们还报告了广泛的直接数值模拟这种特定的力的形状Re约400，所观察到的耗散率是一个因素的三个严格的高Re约束以下。有趣的是，变分问题的高Re最优解与模拟中观察到的平均流剖面具有一定的定性相似性。这些结果扩展和完善了J.FluidMech.467，289-306（2002）中对体强迫湍流的最新分析。
2003-08-24 nlin.CD physics.flu-dyn
On energy cascades in non-homogeneous 3D Navier-Stokes equations
我们表明-在物理尺度和$(K_1,K_2)$ -平均值的框架内-Kolmogorov的耗散律结合泰勒长度尺度上的小度条件足以保证强迫Navier-斯托克斯方程中的能量级联。此外，在周期性的情况下，我们建立限制性的标度律-在Grashof数-动能，能流，能量耗散率。这些都是用来改善我们的充分条件的强迫级联在物理尺度。
2014-11-21 math-ph math.AP math.MP
Shape uncertainty analysis of laminar forced convection in a round microchannel with viscous dissipation
本文利用随机周向轮廓与有限元统计模拟，研究圆形微通道形状不确定性对含黏性耗散的充分发展层流强制对流摩擦及传热特性的影响。
2024-06-17 physics.flu-dyn
Analysis of the Taylor dissipation surrogate in forced isotropic turbulence
本文从Lin方程表示的波数空间能量平衡出发，导出了实空间中受迫各向同性湍流的局部Karman-Howarth方程的一种新形式。这个方程，然后铸造成一个无量纲的形式，从一个组合的分析和数值研究导致我们推导出一个新的模型的尺度无关的无量纲耗散率$\Ceps$，它采取的形式$\Ceps = \Cinf + C_L/R_L$，其中的渐近值$\Cinf$可以从三阶结构函数进行评估。发现这与$\Cinf = 0.47 \pm 0.01$和$C_L= 18.5 \pm 1.3$的数值数据拟合。通过考虑对数尺度上的$\Ceps - \Cinf$，我们表明，$R_L^{-1}$确实是正确的雷诺数行为。该模型与文献中以前的尝试相比，令人鼓舞的协议。的惯性和粘性项，由于有限强迫的尺度依赖性的影响，然后被认为是相互补偿，这样的模型方程是适用于有限强迫系统。此外，我们还表明，自由衰减湍流的情况下，$\Ceps$随雷诺数增加的特征下降是由于\emph{increase}在代理表达式$U^3/L$ ;耗散率被保持恒定的结果，固定的强迫率。对于低雷诺数的数值模拟，采用负阻尼作为能量注入的方法，发现存在一个长时间的非湍流稳定状态。
2013-07-17 physics.flu-dyn
Dynamics of sessile drops. Part 3. Theory of forced oscillations
部分润湿固着液滴由正弦压力场驱动，该正弦压力场在液体/气体界面上产生毛细波。通过计算粘性液滴的响应图和相移，扩展了本系列第1部分（Bostwick & Steen 2014）中的分析，其三相接触线随接触角移动，接触角是接触线速度的平滑函数。粘性耗散通过粘性势流近似和临界Ohnesorge数边界区域，超过该边界区域，一个给定的模式变得过阻尼计算。戴维斯耗散源于接触线速度条件导致阻尼振荡与有限的接触线流动性的下降，即使是无粘性流体。计算了产生最大戴维斯耗散的临界迁移率和相关驱动频率。最后，模态共存的区域，其中两个模式可以同时激发一个单一的强迫频率被确定。预测比较有利的振动液滴的相关实验。
2016-05-17 physics.flu-dyn
Viscous dissipation by tidally forced inertial modes in a rotating spherical shell
本文研究了球壳内旋转流体的受迫惯性模的性质。我们的强迫是类似潮汐的，但它的主要性质是在大尺度上。我们的解首先证实了Ogilvie（2005）在二维模型上得到的一些分析结果。我们还注意到，随着强迫频率的变化，如果Ekman数E较低（通常情况下），耗散会发生剧烈变化。然后，我们研究三维的情况下，并比较上述模型的结果。这些解决方案显示，像他们的二维对应，尖峰耗散曲线时，强迫的频率是变化的，他们也显示小频率间隔的粘性耗散是独立的粘度。然而，我们表明，在这些频率间隔的流体的响应是至关重要的主导剪切层，在临界纬度上的内球发射。当吸引子被剪切层激发时，就达到了渐近状态。二维模型不共享此属性。最后，共振的三维模型对应于一些选定的最小阻尼本征模式。与它们的二维对应部分不同，这些模式不与简单的吸引子相关联;相反，它们以具有弱收缩特征网的频率间隔出现。此外，我们还证明了当内核的相对半径小于临界值0.4E^{1/5}时，内核是可以忽略的。对于这些球壳，全球解给出了流动的一个很好的近似。
2009-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Return to axi-symmetry for pipe flows generated after a fractal orifice
我们目前的实验结果从管流产生的分形形状的孔或开口。我们比较了不同的分形孔和他们的效率，以重新产生轴对称流，并返回到标准流产生的多孔板或圆孔板。我们考虑了两类分形开口：单孔和复孔，并强调了这两类分形开口之间的区别。对于雷诺数，我们使用，我们发现，有一个最佳的迭代分形水平以上，没有改善的实际应用，如流量计是预期。我们提出的主要参数的分形孔的特征是连接参数，对称角和间隙的壁$δ^*_g$。本文的结果是首次提出的分形开孔强迫流动的数值模拟方法，可作为今后数值模拟研究的参考。
2017-06-28 physics.flu-dyn
Energy transfer and dissipation in equilibrium and nonequilibrium turbulence
在风洞中，用热线风速仪对衰减分形方格产生的湍流的非平衡耗散行为进行了实验研究。先前的结果是巩固和基准与湍流产生的规则的正方形网格，旨在保留一定的几何参数的分形正方形网格。这种比较表明，在湍流衰减到尾流相互作用距离的前几个倍数的过程中，下游区域的分形正方形网格和规则正方形网格网格产生的湍流都表现出非平衡行为。对于一个规则的网格，它示出，超出这个区域有一个过渡到经典的耗散行为，如果当地的湍流雷诺数是足够高的。因此，可以得出一个尖锐的结论，即这种行为比最初想象的更普遍，因此具有更大的科学和工程意义。通过对非齐次vonKarman-Howarth-Monin方程项的实验测量，进一步研究了非平衡耗散现象。这个方程本质上是一个按尺度的能量转移预算。从数据表明，不均匀的湍流不篡改的非平衡现象和非线性能量传递的标度，即传递到小尺度的能量，是不平衡的耗散。这种不平衡导致了小尺度平流的增长，以补偿转移的能量和耗散的能量之间不断增加的差距。对于最高雷诺数的数据，它也表明，非平衡耗散标度似乎是一致的期望，它是渐近独立的粘度与幂律谱与Kolmogorov-Obukhov指数-5/3。
2013-07-24 physics.flu-dyn
Universal dissipation scaling for non-equilibrium turbulence
实验结果表明，非经典的高雷诺数能量耗散行为，$C_ε \equiv εL/u^3 = f(Re_M)/Re_L$，观察到的分形方形网格产生的湍流的衰减过程中也表现在衰减湍流起源于各种规则的网格。对于足够高的总雷诺数$Re_M$、$f(Re_M)\sim Re_M$。
2011-12-20 physics.flu-dyn
Feynman rules for forced wave turbulence
本文研究围绕波湍流态的涨落，通过为具有四次相互作用的经典场理论添加耗散和高斯随机受迫，利用路径积分与费曼图计算关联函数至次领头阶，并推导了次领头阶的动力学方程。
2024-03-24 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Kinetic helicity decay in linearly forced turbulence
动力学螺旋度的衰减研究强迫湍流的数值模型中使用外部强加的强迫函数作为方程中的非齐次项，或者，作为替代，一个长期的线性速度引起的线性不稳定。外部强加的强迫功能注入能量在最大的尺度上，产生一个湍流的惯性范围，几乎恒定的能量通量，而线性强迫湍流的谱能量是最大的耗散波数附近。动力学螺旋度注入一次达到统计稳定状态，但它被发现衰减的湍流时间尺度上的强迫的性质和雷诺数的值无关。
2012-04-06 astro-ph.SR nlin.CD physics.ao-ph
Reduced energy consumption in stirred vessels by means of fractal impellers
早期的研究表明，当用分形叶片代替常规叶片时，无挡板搅拌容器的功率消耗显著降低。在本文中，这种减少的物理解释进行了研究，使用直接数值模拟在Re=1600。分形叶片周边周围的间隙产生射流，这些射流穿透尾流中的回流区，并将尾涡分解成较小的涡。这会影响吸入侧的时间平均再循环模式。分离区的体积在分形叶片的尾流中减小了7%。分形叶轮的较低扭矩相当于角动量的运输减少;这种差异源于较小的尾涡引起的湍流运输减少。湍流耗散的主要差异出现在尾涡附近，这是由于在相对较低的频率下速度梯度的波动。
2017-07-06 physics.flu-dyn
Dissipation instability of Couette-like adiabatic flows in a plane channel
该研究分析了绝热平面通道内类Couette定常流动的粘性耗散效应与双对流结构，通过线性稳定性分析数值得到不同Gebhart数下的中性曲线与临界Péclet数，并给出无限波长扰动的解析渐近解。
2023-04-11 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Nonlinear evolution of tidally forced inertial waves in rotating fluid bodies
我们执行的第一个研究潮汐激发的惯性波的非线性演化在均匀旋转的流体体，探索一个简化的模型的流体包络的行星（或太阳型恒星的对流包络）的引力潮汐扰动的轨道伴侣。我们的模型包含一个完全刚性的球形核心，这是由不可压缩的均匀密度流体的包络包围。相应的线性问题进行了研究，在以前的论文中，这项工作延伸到非线性制度，在中等埃克曼数（粘性的科里奥利加速度的比率）。通过进行高分辨率的数值模拟，使用伪谱和谱元素的方法相结合，我们调查的非线性，这导致时间依赖性的流量和相应的耗散率的影响。角动量的沉积是不均匀的，导致在最初均匀旋转的流体中产生显著的差动旋转，即物体不会像简单的固体旋转体那样朝着同步方向发展。这种差异旋转修改潮汐激发的惯性波的属性，改变了流的耗散特性，并最终变得不稳定的二次剪切不稳定，只要埃克曼数是足够小的。我们的主要结果是，包括非线性最终修改的流动和由此产生的耗散从线性计算将预测，这对流体中的潮汐耗散具有重要意义。最后，我们讨论了我们的简化模型的一些局限性，并提出了未来的研究，以更好地了解旋转行星和恒星的潮汐演化的途径。
2014-01-03 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.geo-ph
Low-wavenumber forcing and turbulent energy dissipation
在湍流的直接数值模拟中迫使流体的一种流行方法是采用与流体速度在其最低傅立叶模式上的投影成比例的体积力，同时保持注入的外部功率恒定。在本文中，我们进行了一个简单但严格的分析，建立这种类型的强迫的能量耗散率和所得雷诺数之间的关系的界限。虽然这种分析不能给出能谱的详细信息，但它确实提供了一些指示，说明了较低的、直接受迫的模式与由级联激发的模式之间的能量平衡。
2004-04-09 physics.flu-dyn
On the energy spectrum of rapidly rotating forced turbulence
在本文中，我们调查的统计特征的充分发展，强制，快速旋转，{湍流}系统使用数值模拟，和模型{的}能量{频谱}，{拟合}以及与数值数据。在大于Kolmogorov耗散波数的波数（$k$）中，能量被分布为使得适当无量纲化的能谱是${\bar E}({\bar k})\approx \exp(-0.05{\bar k})$，其中上条表示适当无量纲化。{For当波数小于强迫波数时，水平面上的能量远大于垂直旋转轴上的能量。{For}这样的波数，我们发现，各向异性能谱，$E(k_\perp,k_\parallel)$遵循幂律标度，$k_\perp^{-5/2}k_\parallel^{-1/2}$，其中“$\perp$”和“$\parallel$”分别指的是垂直和平行于旋转轴的方向，这一结果是在与Kuznetsov-Zakharov-Kolmgorov谱的弱惯性波湍流理论预测的旋转流体。
2018-10-16 physics.flu-dyn
A variable-coefficient model for decay of isotropic turbulence capturing effects of finite cascade time and Reynolds number
Stanford University（斯坦福大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过高保真数值模拟，研究各向同性湍流衰减中C_epsilon2系数的瞬时依赖性，提出一个考虑有限级联时间和雷诺数的变系数模型，准确预测宽雷诺数范围内的耗散和动能演化。
2026-06-02 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Dissipated power within a turbulent flow forced homogeneously by magnetic particles
本文报道了一种新的强迫技术对小尺度均匀强迫的湍流的总耗散功率的测量。通过在交变磁场中使用磁性粒子，在流体内的强制在时间和空间上都是随机的。通过测量流体温度的增长率，我们展示了耗散功率是如何由外部控制参数（磁场，和粒子数N）。我们实验发现，平均耗散功率与这些参数呈线性关系，正如预期的磁注入功率缩放。这些实验结果很好地描述了简单的缩放参数表明，能量耗散的主要来源是由于流体内的颗粒的粘性湍流摩擦和碰撞的非弹性。最后，通过对粒子碰撞统计的测量，我们还证明了粒子速度与N无关，并且只由磁“恒温器”固定。
2017-10-30 nlin.CD physics.flu-dyn
The non-equilibrium region of grid-generated decaying turbulence
本文研究了由各种规则和分形正方形网格生成的湍流中的非平衡耗散规律。的流量记录在各种湍流剖面，揭示其差异。尽管显着的非均匀性和各向异性的差异，新的非平衡耗散规律观察到在所有这些流动。测量各种横向和纵向积分尺度，并用于定义耗散系数$C_{\varepsilon}$。它被发现，新的非平衡耗散法是不是一个人工制品的一个特定的选择的积分尺度和通常的平衡耗散法实际上可以共存的非平衡法在不同地区的同一流量。
2014-02-19 physics.flu-dyn
Conversions between kinetic and surface energy in periodically forced multiphase turbulence
CNRS, CORIA, UMR 6614, Normandy Univ., UNIROUEN, INSA Rouen（法国国家科学研究中心，CORIA，联合研究实验室6614，诺曼底大学，鲁昂大学，鲁昂国立应用科学学院）
通过周期性强迫多相湍流数值模拟，研究动能与表面能之间的动态转换，提出改进的Ka-Pi-bara模型捕捉非平衡效应和相位滞后。
2026-07-14 physics.flu-dyn
Sub-Kolmogorov-Scale Fluctuations in Fluid Turbulence
我们与湍流中的速度梯度的间歇性波动的一个整体范围内的局部耗散尺度概括的图片一个单一的平均耗散长度。这些局部耗散尺度作为雷诺数的函数的统计分布是在强迫均匀各向同性湍流的数值模拟中确定的，该数值模拟具有以前从未应用过的光谱分辨率，该光谱分辨率超过标准分辨率至少八倍。尺度分布的核心与理论预测一致。雷诺数的增加导致产生更精细的局部耗散尺度。这与耗散范围内大波数能谱的不太陡峭的衰减一致。最高泰勒微尺度雷诺数R_lambda=107的能谱没有显示出瓶颈。
2007-10-22 nlin.CD physics.flu-dyn
Direct numerical simulations of statistically steady, homogeneous, isotropic fluid turbulence with polymer additives
我们进行了直接数值模拟（DNS）的研究，揭示了统计稳定，强制，均匀，各向同性的流体湍流的聚合物的影响。我们发现耗散减少现象的明确表现：在湍流流体中添加聚合物，我们得到的能量耗散率，流体能谱的显着修改，特别是在深耗散范围，抑制小规模的不稳定性，并减少在小规模的涡丝减少。我们还比较了我们的结果与最近的实验和早期的DNS研究与聚合物添加剂的衰减流体湍流。
2011-01-29 nlin.CD physics.flu-dyn
Experimental properties of continuously-forced, shear-driven, stratified turbulence. Part 2. Energetics, anisotropy, parameterisation
在第二部分中，我们进一步研究了分层倾斜管道（SID）中的两层交换流的实验特性，这是湍流的，强分层的，剪切驱动的，和连续强迫的。我们使用与第1部分中相同的核心剪切层方法分析相同的最先进的数据集，但我们在这里关注湍流能量学和混合统计。动能和标量能量预算的详细分析揭示了SID湍流的特异性和缩放，而能量谱提供了我们的实验数据的电流强度和局限性的洞察。流动在不同尺度下的各向异性表征了湍流动能的产生和Holmboe波和湍流的耗散机制。然后，我们评估标准的混合parameterisations模型依赖于均匀的涡流扩散系数，混合长度，通量参数，浮力雷诺数或湍流弗劳德数，我们比较有代表性的值与分层混合文献。这些措施的可控流动参数的混合的依赖性也阐明，提供渐近估计，可以外推到更强烈的湍流，量化的产品的倾斜角的管道和雷诺数。这些见解可以作为未来一代的实验数据的基准，具有优越的时空分辨率，需要探测日益激烈的湍流。
2021-03-16 physics.flu-dyn
Energy and enstrophy dissipation in steady state 2-d turbulence
本文导出了周期区域内物体强迫二维湍流统计定常状态的体能量耗散率$ε$和拟能耗散率$χ$的上界。对于广泛的一类外部施加的体力，它示出，$ε\le k_{f} U^3 Re^{-1/2}(C_1+C_2 Re^{-1})^{1/2}$和$χ\le k_{f}^{3}U^3 (C_1+C_2 Re^{-1})$其中$U$是均方根速度，$k_f$是一个波数（长度倒数尺度）与强迫函数，和$Re = U /νk_f$。正系数$C_1$和$C_2$在运动粘度$ν$、驱动力的振幅和系统尺寸中是均匀的。我们比较这些结果与以前获得的边界只涉及一个单一的长度尺度的体力，或速度依赖于一个恒定的能量通量的力量作用在有限的波数。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2006-05-11 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Amplitude hysteresis and the synchronization region: Prediction of vortex-induced vibration using a freely forced van der Pol oscillator
涡激振动是一种非线性现象，可以破坏建筑物或产生能量。在这里，流体和结构之间的同步范围是一个重要参数。使用耦合的van der Pol和线性振荡器系统，我们导出了同步范围作为流体脱落频率（也称为锁定）的函数的解析的封闭形式的表达式。我们的新定义是对早期同步定义的改进，因为它包括耗散的影响;没有它，滞后就消失了。流体的速度范围与滞后被发现是非单调的强制强度，而区域的绝对同步单调增加。我们提出的同步定义可以是一个有用的工具，当设计结构阻尼器或能量采集器，但所有的系统，可以用类似的耦合方程建模的一般解决方案。
2020-03-20 nlin.PS physics.flu-dyn
Correlation networks from flows. The case of forced and time-dependent advection-diffusion dynamics
复杂网络理论提供了一个优雅而强大的框架来统计研究不同类型的系统，如社会，大脑或气候系统中的局部和长期动态相互关系的结构。气候网络中的网络链接通常意味着信息、质量或能量交换。然而，海洋或大气流动与气候网络结构之间的具体联系仍不清楚。我们提出了一种理论方法来验证相关矩阵和气候网络措施之间的关系，概括了以前的研究，克服了固定流的限制。我们的方法开发的标量（温度，例如），满足对流扩散动力学强迫和耗散的存在下的相关性。我们的方法表明，相关网络是不敏感的稳定的源和汇和信号衰减率对网络拓扑结构的深刻影响。我们说明了我们的结果与计算的程度和聚类的一个曲折的流动类似的地球物理海洋射流。
2016-04-17 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Modified Dynamic Mixed Subgrid-scale Models for Geophysical Flows: Forced Two-Dimensional and $β$-plane Turbulence
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
该研究针对地球物理流动的大涡模拟，开发改进型动态混合亚格子尺度模型，通过调节结构-功能平衡，在受迫二维和β平面湍流中实现了更优的能量传递平衡与模拟精度。
2026-07-31 physics.ao-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Turbulence of capillary waves forced by steep gravity waves
实验研究了在实验室机械产生的随机陡重力波作用下毛细波的动力学和统计特性。毛细波是由非线性波相互作用产生的重力波。使用的自由表面的时空测量，我们统计特征的随机制度的毛细波在空间和时间傅立叶空间。对于一个显着的波陡度（$0.2-0.3$），幂律谱观察在空间和时间，定义的湍流制度的毛细波转移能量从大尺度到小尺度。空间谱的时间涨落分析表明，当毛细波列以类似于寄生毛细波产生机制的方式产生时，毛细幂律谱是由间歇性的强非线性事件在快速时间尺度上向小尺度传递能量的时间平均结果。波谱的频率和波数幂律指数与弱非线性波湍流理论的结果一致。然而，通过尺度的能量通量不是恒定的，与此通量的波浪谱标度是不符合湍流理论。这些结果表明，超越经典波动湍流理论的理论发展是必要的，以描述自然环境中的毛细波的动力学和统计。特别是，在存在大尺度粘性耗散和强非线性的情况下，可以重新考虑非局部和非共振相互作用的作用。
2018-04-17 physics.flu-dyn
Energy and enstrophy spectra and fluxes for the inertial-dissipation range of two-dimensional turbulence
本文利用Pao的猜想[Y.- H. Pao，Phys. Fluids 11，1371（1968）]，我们导出了延伸到惯性范围之外的二维（2D）强迫湍流的动能和拟能的谱和通量的表达式。在这些表达式中，通量和光谱包含指数形式的附加因子。为了验证这些模型的预测，我们进行数值模拟的二维湍流与外力施加在$k=k_f$在中间范围。除了$k<k_f$的能量通量和涡度拟能通量有明显的波动外，数值结果与模式的预测相吻合。我们表明，这些波动出现由于在小波数的流动的非定常性质。对于$k<k_f$，使用数值数据计算的壳到壳的能量传递显示相邻壳之间的向前能量传递，但其他壳的向后能量传递。
2019-08-20 physics.flu-dyn
Reynolds-number dependence of the dimensionless dissipation rate in homogeneous magnetohydrodynamic turbulence
本文研究了在外力作用下，定常和非定常磁流体（MHD）湍流的无量纲耗散率$C_{\varepsilon}$的行为。结合前人对自由衰减MHD湍流的研究，本文得到了适用于均匀MHD湍流的最一般的$C_{\varepsilon}$模型方程，并对单位磁普朗特数下无量纲总能量耗散率随雷诺数的变化进行了全面的数值研究。我们进行了一系列中高分辨率的直接数值模拟机械强制固定MHD湍流，以验证模型方程的预测固定的情况下。此外，非普适性的问题进行了讨论的外力的影响，以及交叉和磁螺旋度的水平。渐近线$C_{\varepsilon,\infty}$的测量值位于自由衰变的$0.193 \leqslant C_{\varepsilon,\infty} \leqslant 0.268$之间，其中该值取决于交叉和磁螺旋度的初始水平。在平稳的情况下，我们测量$C_{\varepsilon,\infty} = 0.223$。
2017-01-04 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.flu-dyn
Baroclinic interaction of forced shock waves with random thermal gradients
本文研究随机二维受迫激波的压力跃变与热密度梯度的斜压相互作用，揭示激波生成和能量注入方式决定涡量产生机制。
2023-04-22 physics.flu-dyn
Dissipation range of the energy spectrum in high Reynolds number turbulence
我们试图了解充分发展的湍流耗散范围内的动能谱。数据是通过周期域中强迫Navier-Stokes方程的直接数值模拟（DNS）获得的，泰勒尺度雷诺数高达$R_λ=650$，所有情况下都具有出色的小尺度分辨率$k_{max}η\approx 6$（以及在$R_λ=1300$和$k_{max}η\approx3$），其中$k_{max}$是最大分辨波数，$η$是Kolmogorov长度尺度。我们发现，对于一个有限的范围内的波数$k$过去的范围$0.1 \lesssim kη\lesssim0.5$的瓶颈，所有$R_λ$的光谱显示一个普遍的拉伸指数行为的形式$\exp(-k^{2/3})$，粗略地按照最近的理论预测。在近耗散范围$1 \lesssim kη\lesssim 4$的拉伸指数拟合不具有唯一的指数，其随着$R_λ$的增加而减小。这一区域可以看作是拉伸指数行为和远耗散区$kη> 6$之间的一个交叉点，其中的解析参数以及具有超精细分辨率的DNS数据（S。Khurshid等人，物理学~修订版~ Fluids 3，082601，2018）提示存在$\exp(-k)$依赖性。我们的评论连接到多重分形模型假设一个伪代数法。
2020-09-30 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Experimental properties of continuously-forced, shear-driven, stratified turbulence. Part 1. Mean flows, self-organisation, turbulent fractions
我们研究了分层倾斜管道（SID）中的交换流的实验性质，这些交换流同时是湍流的，由平均垂直密度梯度强烈分层的，由平均垂直剪切驱动的，并且连续地由重力强迫。我们专注于核心剪切层远离管道壁，这些流量是优秀的实验可实现的近似规范双曲正切分层剪切层，其迫使允许平均和湍流特性达到准稳态。我们分析了国家的最先进的数据集的时间分辨密度和速度在三维子体积的管道在16个实验，涵盖了一系列的流态（霍姆波，间歇性湍流，全湍流）。在第1部分中，我们首先揭示了多维参数空间（雷诺数，体理查森数，速度密度层厚度比）中的允许区域，以及它们与实验可控参数的联系。哈罗德平均余额，然后揭示了微妙的动量强迫和耗散机制，在每一层中，扩大或锐化的密度接口，以及这些流量的流向非周期性的重要性。平均流量表明自相似的速度和密度分布的趋势，增加湍流，梯度理查森数统计支持以前的内部混合理论的平衡理查森数，边际稳定性和自组织临界。湍流体积分数拟能和翻转阈值的基础上量化不同制度之间的湍流的性质，同时突出了在时空间歇性流动中获得代表性统计数据的挑战。这些见解可能会刺激和协助发展的数值模拟与更高程度的实验现实主义。
2021-03-16 physics.flu-dyn
Energy transfer and third-order law in forced anisotropic MHD turbulence with hyperviscosity
Kolmogorov-Yaglom（三阶）定律将磁流体动力学（MHD）湍流惯性范围内的能量传递率与三阶结构函数联系起来。各向异性是太阳风的一个典型性质，它对各向同性假设下的三阶定律的适用性提出了挑战。为了揭示各向异性条件下的能量传递过程，本文对不同外磁场（$B_0$）强度下的正常粘性和高粘性受迫MHD湍流进行了直接数值模拟，计算了三种形式的三阶结构函数，并对$B_0$方向的方位角或极角进行了平均和不进行平均.相应地，用不同的$B_0$系统地研究了三种形式的能量传递速率估计值。结果表明，随着尺度的增大，纵向传输率的峰值出现在更靠近$B_0$方向的尺度上，当$B_0$较大时，纵向传输率的最大值向远离$B_0$方向移动.与正常粘性情况相比，高粘性情况可以更好地分离惯性区和耗散区，从而便于分析惯性区特性和估算能量级联率。在文献中提出的球面上的方向平均三阶结构函数准确地预测了能量传递率和惯性范围，即使在非常高的$B_0$。在有限的统计量下，三阶结构函数的计算显示出比时间更强的对方位角平均的依赖性，特别是在高$B_0$的情况下。这些发现提供了见解的各向异性效应的能量转移率的估计。
2022-12-07 physics.flu-dyn physics.space-ph
Energy cascades and spectra in turbulent Bose-Einstein condensates
本文采用三维Gross-Pitaevskii方程对玻色-爱因斯坦凝聚体中的湍流进行了数值研究。我们集中在强迫耗散系统中的直接能量级联。我们表明，系统的行为是非常敏感的模型的属性在尺度大于强迫尺度，我们确定了三个不同的普遍制度：（1）当最大尺度没有耗散时，非定常区域具有凝结和从四波到三波相互作用过程的转变，（2）当最大尺度耗散为摩擦型耗散时，为稳定的弱波湍流状态;（3）当大尺度耗散为低粘性耗散时，为线性和非线性时间尺度逐尺度平衡的状态。
2009-05-20 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
