Intermittency and Thermalization in Turbulence
在傅立叶空间中,比波数的任何幂增长得更快的耗散率可以被缩放以导致流体动力学系统{ \it实际上}或{ \it潜在地}收敛到其Galerkin截断。实际收敛,我们的名字为渐近截断在有限波数$k_G$以上的模式没有动力学,并且,我们定义潜在的收敛截断在$k_G$,但是,增长没有约束。这两种类型的收敛可以得到与耗散率$μ[cosh(k/k_c)-1]$谁表现为$k^2$(牛顿)和$\exp\{k/k_c\}$小和大$k/k_c$分别。利用数值计算的Navier-Stokes湍流模型讨论了叶栅、热化和耗散的竞争物理,着重讨论了湍流度的增长。
2009-09-29 nlin.CD physics.flu-dyn
Intermittency suppression in turbulence via forced light particles
University of Rome “Tor Vergata”(罗马托尔维尔加塔大学);Télécom Paris, IP Paris(巴黎电信学院,巴黎理工学院);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Istituto per le Applicazioni del Calcolo “M. Picone”, Consiglio Nazionale delle Ricerche(意大利国家研究委员会计算应用研究所)
本研究通过强迫轻粒子调制湍流,发现其能有效抑制湍流间歇性,揭示了涡旋纤维与湍流间歇性的关系。
2026-01-29 physics.flu-dyn
Information-theoretic characterization of turbulence intermittency
Indian Institute of Science(印度科学学院)
利用Kullback-Leibler散度量化湍流中伪耗散、耗散和涡度概率分布与高斯随机场的偏差,研究小尺度间歇性,发现间歇性随雷诺数对数增长而非幂律,且耗散率与涡度产生近乎相等的间歇性。
2026-05-23 physics.data-an physics.flu-dyn
Spectral and Intermittency Properties of Relativistic Turbulence
利用高分辨率数值模拟研究了长波长速度波动接近光速时可压缩流体中的各向同性湍流。光谱分析揭示了相对论运动的惯性子范围,具有广泛的5/3指数。提出了基于四速度的广义洛伦兹协变结构函数。这些结构函数扩展了She-Leveque模型的相对论性制度的不稳定性。
2013-01-03 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Intermittency in the Enstrophy Cascade of Two-dimensional Fully-developed Turbulence: Universal Features
间歇性(外部诱导)的二维(2D)涡度拟能级联被证明是能够维持一个有限的涡度拟能与涡度守恒异常。充分发展湍流(FDT)中三维能量级联和二维涡度拟能级联的间歇性机制似乎具有一些普遍的特征。利用多重分形模型中奇异谱f(a)的抛物线轮廓近似(PPA),并将其推广到适当的微尺度区域,以显示这些特征。PPA还示出提供,不同于通用的多重分形模型,在这些FDT的情况下,流量可变梯度的概率分布函数(PDF)的分析计算,并描述互补的均匀分形模型所提供的不透明度校正。
2007-02-28 physics.flu-dyn
Onset of Intermittency and Multiscaling in Active Turbulence
该研究通过流体动力学模型,揭示了主动湍流中随细菌活性变化产生的间歇性起始与结构函数多标度特性,衔接了高低雷诺数流动研究,为探索流动间歇性成因提供了新方向。
2025-03-25 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Inducing intermittency in the inverse cascade of two dimensional turbulence by a fractal forcing
我们表明,在三维湍流的前向级联中,由于能量耗散集中在一个小的分形维数小于3的集合中,显示出自相似性(缺乏自相似性),二维湍流的逆级联也可以显示缺乏自相似性和自相似性,如果能量注入被限制在一个分形维数小于2。本文对二维湍流进行了一系列数值模拟,采用了相同强迫长度尺度的不同强迫函数,但不同的分维$D$,从经典的$D=2$情况到点涡情况$D=0$。结果表明,随着强迫的分维从$D=2$降低,自相似性消失,出现不连续性,不同结构函数的标度$\langle |δu_\|^p| \rangle\propto r^{ζ_p}$与量纲分析预测的$ζ_p=p/3$不同.因此,本模型提供了一个独特的例子,不规则性是受控的,因此可以揭示和提供测试床的湍流的多重分形模型。
2022-06-06 physics.flu-dyn
Linking dissipation, anisotropy and intermittency in rotating stratified turbulence
分析一个大的数据库的高分辨率的三维直接数值模拟的衰减旋转分层流,我们发现,异常混合和耗散,显着的各向异性,和强烈的不连续性都同时观察到在一个中间政权的参数,其中波和涡非线性相互作用。由分层控制的临界行为发生在Richardson数为1阶时,并且流动接近于不稳定状态。这证实了中央动力学的作用,在旋转分层湍流,大规模的不稳定性,这发生在垂直速度和温度波动,作为一种调整机制的能量转移中存在的强波。
2019-10-05 physics.flu-dyn
Intermittency of quantum turbulence with superfluid fractions from 0% to 96%
利用局部风速仪系统地研究了1.28 K到T> 2.18 K范围内定常尾流中湍流超流氦的湍流度。这个温度范围跨越超流体的相对密度从96%下降到0%,允许测试在中间超流体分数的增强或耗尽的不稳定性的数值预测。利用扩展自相似方法计算了结构函数的标度指数。没有证据的温度依赖性被发现在惯性级联的上部,湍流是发达国家和充分解决的探头的这些标度指数。这一结果支持了经典和量子湍流在其惯性范围内的深刻类比,包括违反与惯性范围不稳定性相关的自相似性。
2017-09-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Non-locality and Intermittency in 3D Turbulence
通过数值模拟,研究了非局域和局域相互作用对三维湍流标度特性中的不透明度修正的影响。我们发现,忽视当地的相互作用,导致增强的小尺度能谱和一个显着更大的数量非常强烈的漩涡(龙卷风)和更强的湍流。另一方面,忽略非定域相互作用会导致更强的小尺度谱,但显著减弱的非定域性。在此基础上,提出了一种新的湍流模型,该模型中非局部(类RDT)相互作用通过一个带有加性噪声的乘法过程耦合大尺度和小尺度,而局部相互作用则由湍流粘性来模拟。这个模型是用来推导一个简单的玩具版本的朗之万方程的小规模的速度增量。高斯近似的大尺度场产生的速度增量的概率分布函数的福克-普朗克方程。这个方程的稳态解可以定性地解释异常修正和沿尺度的偏斜产生。
2001-01-05 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Intermittency enhancement in quantum turbulence
间歇性是湍流的一个重要特征,它不仅存在于经典粘性流体的湍流流动中,而且也存在于诸如超流$^4$ He等量子流体的流动中。尽管经典流体中的湍流与超流$^4$ He中的准经典湍流之间存在相似性,但人们已经预测,超流$^4$ He中的不稳定性与温度有关,并且在一定温度下会增强,这与经典湍流中几乎与流动无关的不稳定性形成鲜明对比。该理论预测的实验验证具有挑战性,因为它需要在$^4$ He中良好控制量子湍流的产生以及具有高空间和时间分辨率的流量测量工具。在这里,我们报告了一个实验研究的量子湍流所产生的拖曳网格通过一个静态样品的超流体$^4$他。将新近发展起来的He $^*_2$分子示踪线标记测速技术与传统的二次声衰减方法相结合,对衰减湍流量子流进行了研究。我们观察到准经典衰减的湍流动能在正常的流体和涡线密度的超流组件。对于衰变过程中的几个时刻,我们计算了横向速度结构函数。使用扩展的自相似性假设推导出的标度指数显示出非单调的温度依赖性非线性增强,与Biferale等人最近的理论/数值研究非常一致[Phys. Rev. Fluids 3,024605(2018)]。
2018-06-29 physics.flu-dyn
Lagrangian intermittency and vertical confinement in stably stratified turbulence
本研究通过分析不同分层强度下均匀分层湍流的拉格朗日速度统计,揭示了轨迹垂直约束增强和水平方向的高阶间歇性,强调了浮力对拉格朗日动力学的重要作用。
2025-03-28 physics.flu-dyn
Visibility network analysis of large-scale intermittency in convective surface layer turbulence
大尺度不稳定性是对流表面层湍流中广泛观察到的现象,其引起非高斯温度统计,而对于速度信号则没有观察到这种特征。虽然基于概率密度函数的方法已被使用到目前为止,这些都不能解释在何种程度上的信号的时间结构的影响的速度和温度波动的统计特性。为了解决这个问题,能见度网络分析进行了现场实验数据集从对流大气近地层流。通过替代数据和基于网络的措施,我们证明了温度的不稳定性与温度信号中的强非线性相关性有关。相反,线性和非线性效应之间的竞争往往会抑制流向和垂直速度中的类似温度的不稳定性行为。这些发现为对流湍流大尺度不稳定性的研究开辟了新的研究途径。
2021-08-11 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Rotational intermittency and turbulence induced lift experienced by large particles in a turbulent flow
本文用实验方法研究了一个大的中性浮力粒子在湍流中的自由平流运动。我们证明,平移和角加速度表现出很宽的概率分布,表现出的不稳定性。相对于轨迹的角速度的取向以及以自旋速度为条件的平移加速度提供了作用于颗粒上的升力的证据。
2010-12-20 physics.flu-dyn
Intermittency of velocity circulation in quantum turbulence
速度环量是对封闭路径内流体旋转的一种度量,是经典和量子流中的基本观测。它确实是无粘经典流体的拉格朗日不变量。在量子流中,环流是量子化的,它取的离散值直接与路径所包围的细涡丝的数量和方向有关。通过改变这种闭合回路的大小,环流提供了一种衡量流动结构对所考虑尺度的依赖性的方法。在这里,我们考虑的尺度依赖的流通统计量子湍流,使用高分辨率的直接数值模拟的广义Gross-Pitaevskii模型。结果进行了比较,从不可压缩的纳维-斯托克斯方程模拟得到的环流统计。当积分路径小于平均涡间距离时,由于环流的量子化,量子湍流中的环流统计显示出极端的间歇性行为,与经典流动的粘性尺度形成鲜明对比。相比之下,在更大的尺度上,环流力矩与经典湍流惯性范围内的统计数据显示出惊人的相似性。这包括出现的幂律标度预测从柯尔莫哥洛夫的1941年的理论,以及严格遵循最近提出的双分形模型在经典流的流通时刻的不透明度偏差。迄今为止,这是在大尺度量子湍流中最有说服力的证据。此外,我们的研究结果强烈加强了经典和量子湍流之间的相似性,突出了惯性范围动力学的普遍性,包括不连续性,在这两个先验非常不同的系统。
2021-01-29 cond-mat.other physics.flu-dyn
Intermittency in 2D soap film turbulence
本文研究了流动肥皂膜中二维湍流的雷诺数依赖性。本文所用的雷诺数为泰勒微尺度雷诺数R_λ,其范围为20 ~ 800。对于逆能量级联和直接涡度拟能级联都发现了强的不稳定性,这可以通过以下方式来测量:(a)惯性标度r下速度差P(δu(r))的pdf,(b)P(\partial_x u)的峰度,以及(c)所谓的不稳定性指数μ的标度来测量,如果不存在不稳定性,则不稳定性指数为零。措施(b)和(c)是定量的,而(a)是定性的。这些测量结果与以前的一些结果不一致,但不是全部。速度导数在所有R_λ处都是非高斯的,但随着R_λ增大到可能达到的最大值,速度导数有变为高斯的迹象。P(δu(r))在不同r下的峰度表明,不稳定性与尺度有关。结构函数标度指数也偏离强烈的Kraichnan预测。对于涡度拟能级联,涡度在R_λ中按幂律衰减。这项研究表明,需要重新审视二维湍流的统计数据。
2013-11-14 physics.flu-dyn
Intermittency and energy fluxes in the surface layer of free-surface turbulence
通过分析热线速度数据在明渠流,一个明确的定义,表层厚度在这里提供的交叉规模之间的向后和向前的能量通量。结果表明,在表面层中的湍流不符合经典的二维湍流的描述,因为直接的能量级联持续在尺度小于交叉尺度,可比的距离从自由表面。对湍流动能耗散率的广义维数和奇异性谱的多重分形分析表明,湍流的奇异性谱收缩到一个点,在近地层中,湍流的不稳定性被强烈地耗尽.的组合的不透明度指标和能量通量允许识别的特定性质的表面层作为替代的经典范例的三维和二维湍流,不能完全捕获的全球行为的湍流附近的自由表面。
2016-11-17 physics.flu-dyn
Intermittency and universality in a Lagrangian model of velocity gradients in three-dimensional turbulence
基于最近提出的一个速度梯度张量演化模型,讨论了水动力湍流中不稳定性的普遍性。三种可能的版本的模型进行了研究不同的假设相关的时间尺度和强迫强度。数值试验表明,三个模型变体得到了相同的(普遍的)反常相对标度指数。横向速度梯度比纵向速度梯度更具有间歇性,而耗散和涡度拟能尺度具有相同的指数。结果是一致的普遍性的不稳定性和相对标度指数,并建议这些都是由自拉伸条款,是相同的,在每个变体的模型。
2007-05-12 physics.flu-dyn
Self-similar Subgrid-scale Models for Inertial Range Turbulence and Accurate Measurements of Intermittency
研究了一类基于自相似和可逆闭包的谱亚网格模式,其目的是减小亚网格尺度对充分发展湍流惯性范围的影响。以这种方式,我们提高了规模的扩展,其中异常指数测量的数量级大致为一个数量级,相比直接数值模拟或其他流行的次网格关闭在相同的分辨率。我们发现了第一个迹象表明,高阶矩的不稳定性是没有捕捉到的许多流行的唯象模型发展至今。
2019-07-18 physics.flu-dyn
Probing turbulence intermittency via Auto-Regressive Moving-Average models
本文提出了一种基于湍流时间序列的自回归滑动平均模型的新方法来探测湍流中Kolmogorov定律的不稳定性修正。我们引入了一个新的指标$Υ$,它度量了自回归滑动平均模型空间中Kolmogorov-Obukhov模型的距离。应用我们的分析粒子图像测速仪和激光多普勒测速仪测量在冯卡门旋流,我们表明,$Υ$是成比例的传统的不稳定性校正计算的结构函数。因此,它提供了相同的信息,使用更短的时间序列。我们的结论是,$Υ$是一个合适的指数重建的空间不稳定性的耗散在数值和实验湍流场。
2014-07-21 physics.flu-dyn
Geometric Intermittency in Turbulence
本文通过将速度增量分解为大小和方向分量,揭示了二维湍流逆级联中被传统结构函数掩盖的多重标度,并阐明速度振幅与流动几何解耦的统计机制。
2025-11-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Intermittency and rough-pipe turbulence
最近,通过分析Nikuradze的测量数据,已经提出了(N。Goldenfeld,Phys. Rev. Lett. { \bf{96} },044503,2006),粗糙管流的摩擦因子$f$在湍流状态下服从标度律。在这里,我们提供了一个现象学的标度参数来解释这一法律,并演示如何修改的标度形式,从而与$f$的标度指数,$η$。通过对$f$的测量数据进行统计分析,我们推断出一个令人满意的估计$η$($\approx 0.02$),包括它被证明是改善数据崩溃曲线。这为直接测量速度波动以外的不稳定性提供了经验证据。
2008-04-16 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Generalized description of intermittency in turbulence via stochastic methods
我们提出了一个广义的图片的湍流,是基于随机过程的理论。为此,我们依赖于R.~的实验和数值验证的发现。Friedrich和J.~ Peinke [Phys. Rev. Lett. 78,863(1997)],允许解释的湍流能量级联作为一个马尔可夫过程的速度增量的规模。它明确表明,所有已知的湍流现象模型可以再现的Kramers-Moyal扩展的速度增量概率密度函数,是与马尔可夫过程。我们比较了不同的Kramers-Moyal系数的每一种现象,并推导出一个准确的描述的不连续性应考虑到无限数量的系数。这是证明在更详细的情况下,伯格斯湍流,表现出最强的湍流效应。此外,通过对广义Burgers方程的直接数值模拟,研究了非局域性对Kramers-Moyal系数的影响。根据非线性和非定域性之间的平衡,我们遇到不同的不稳定性行为,范围从自相似性(纯粹的非局部情况)到间歇性行为(中间情况,同意Yakhot的平均场论[物理评论E 63 026307(2001)])到类似冲击的行为(纯粹的非线性Burgers情况)。
2020-08-15 physics.flu-dyn
Unified multifractal description of longitudinal and transverse intermittency in fully developed turbulence
Texas Tech University(德州理工大学)
本文提出统一的多标度框架,用于描述完全发展湍流中纵向和横向间歇性,揭示了横向梯度尺度由混合结构函数决定,并通过高精度模拟验证了其有效性。
2026-01-18 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Intermittency in Weak Magnetohydrodynamic Turbulence
利用衰减直接数值模拟方法研究了在强均匀磁场${\bf b_0}$和零交叉螺旋度下不可压缩弱磁流体动力学湍流的间歇性。在领先的顺序,这一制度是通过三波共振相互作用与这些波中的两个散射的第三/慢模式,其中$k_{\parallel} = 0$。当与慢模的相互作用被人为地减少时,系统表现出具有$k_{\perp}^{-3/2}$的能谱,而具有$k_{\perp}^{-2}$的预期精确解被恢复为具有完整的非线性系统。在后一种情况下,当结构函数的矢量分离横向于${\bf b_0}$时,发现强不稳定性-与预期自相似的经典弱湍流不一致。这一令人惊讶的结果,这是第一次在这里报告,可以解释的影响,慢模式的制度属于强湍流。我们推导出一个新的对数泊松定律,$ζ_p = p/8 +1 -(1/4)^{p/2}$,它完全符合数据,并突出了电流片的主导作用。
2014-09-07 astro-ph.SR nlin.CD physics.flu-dyn
Wave turbulence and intermittency in directional sea states
表面重力波的演化是由非线性相互作用驱动的,非线性相互作用触发了类似于在流体动力学湍流中观察到的能量级联。这个过程,被称为波湍流,已被发现显示异常标度与偏离经典的湍流预测,由于出现在水面上的相干和间歇性的结构。在现实的海洋状态下,波浪在很宽的方向上传播,从而衰减的非线性特性。本文介绍了在大型波浪实验装置上进行的波浪方向性对波浪湍流的影响的实验研究。结果表明,随着波向传播的扩大,相干结构和间歇结构的出现变得越来越少。然而,没有证据表明不稳定性完全消失。
2018-05-25 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Anisotropy and intermittency in drift-wave turbulence with zonal flows: a two-dimensional continuous wavelet analysis
Institute of Materials and Systems for Sustainability, Nagoya University(名古屋大学材料系统可持续研究所);Institut de Mathématiques de Marseille (I2M), Aix-Marseille Université, CNRS(马赛数学研究所(I2M),艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心);National Institute for Fusion Science(国立核聚变科学研究所)
研究带状流漂移波湍流中小尺度下的各向异性和空间间歇性,采用二维方向连续小波变换,应用于修正长谷川-若谷模型涡度场,得出二阶矩在垂直带状流方向增强、空间间歇性在沿带状流方向更显著的结论。
2026-07-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
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
Log-stable law of energy dissipation as a framework of turbulence intermittency
为了描述湍流的小尺度不稳定性,假设在惯性范围内的长度尺度上平滑的能量耗散率的对数的概率密度函数具有自相似性。其结果是Kolmogorov在1941年的经典理论的延伸,即,一个单参数框架,其中对数服从某种稳定分布。的耗散率和两点速度差的标度律。它们与理论约束和观测到的标度律是一致的。还讨论了确定参数值的物理学。
2015-03-06 physics.data-an physics.flu-dyn
Reduction of Triadic Interactions Suppresses Intermittency and Anomalous Dissipation in Turbulence
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(国际理论科学中心,塔塔基础研究所);Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学机械工程系);Complex Fluids and Flows Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学复杂流体与流动单元)
研究通过减少傅里叶空间三元相互作用网络,发现湍流的统计特征被抑制,间歇性减弱,大雷诺数极限下平均耗散率消失,表明异常耗散不是纳维-斯托克斯方程的固有属性。
2026-03-19 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Intermittency, fluctuations and maximal chaos in an emergent universal state of active turbulence
本文研究低雷诺数活性悬浮液流体力学模型,发现在超过临界活性时会涌现具有普适谱标度和间歇性涨落的渐近态,该状态类似于高雷诺数惯性湍流,且极大混沌态与该相变密切相关。
2022-07-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.bio-ph
Intermittency from instanton calculus at the transition to turbulence and fusion rules
Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University(纽约大学柯朗数学科学研究所);Institute for Theoretical Physics I, Ruhr University Bochum(波鸿鲁尔大学理论物理第一研究所)
本文通过结合瞬子算学、融合规则预测和直接数值模拟的低阶统计输入,提出一种高阶结构函数指数的计算方法,揭示湍流中间歇性的本质,并探讨未来扩展方向。
2026-09-03 physics.flu-dyn
Helical rotating turbulence. Part II. Intermittency, scale invariance and structures
我们在两个1536^3螺旋旋转湍流的直接数值模拟中研究了能量和螺旋度级联的不透明度特性。对称和反对称的速度增量进行检查,以及概率密度函数的速度场和螺旋度密度。结果表明,小尺度能量的直接级联是尺度不变的,不间断的,而螺旋度的直接级联是高度间歇的。此外,不同的订单的结构功能的研究,使我们能够确定恢复的各向同性的强事件在非常小的尺度上的流。最后,我们观察到并置在空间中的强层流和持久的螺旋列旁边随时间变化的涡旋缠结,前者与能量的自相似性和后者与螺旋度的不稳定性。
2009-09-07 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Intermittency of Energy Dissipation in Alfvenic Turbulence
我们研究的能量耗散的Alfvenic湍流的粗粒度的能量耗散率的统计,使用直接测量的磁流体动力学湍流的数值模拟和替代测量从太阳风。我们比较结果的对数正态和对数泊松随机级联模型的预测。我们发现,一个很好的近似,对数正态模型描述的概率密度函数的能量耗散在很宽的尺度范围内,但不准确地描述的时刻的标度指数。对数泊松模型更好地描述了各时刻的标度指数,而与概率密度函数的比较并不简单。
2015-12-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
Elastic wave-turbulence and intermittency
弱波湍流理论是一种强有力的理论,可以预测各种相关物理现象的统计观测值,如海浪,磁流体力学和非线性光学。该理论是基于小的非线性极限允许的渐近封闭。在这里,我们探讨了从这个平均场框架的可能偏差,在异常标度,专注于弹性板的情况下。我们建立的图片可能的行为在不同程度的非线性,我们表明,平均场论是适当的,当所有的激发尺度仍然占主导地位的线性动力学。另一幅图是不平凡的,我们的研究结果表明,当大尺度包含大量的能量,级联维持极端事件在小尺度和系统显示不稳定性。
2015-11-10 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Origin of Lagrangian Intermittency in Drift-Wave Turbulence
研究了耗散漂移波湍流的拉格朗日速度统计。对于绝热性(或小碰撞性)的大值,拉格朗日加速度的概率密度函数显示指数尾,而不是拉伸指数或代数尾,通常观察到的高度间歇性加速的Navier-Stokes湍流。这种指数分布被证明是一个强大的功能独立的雷诺数。对于较小的绝热性,代数尾巴观察,这表明强的影响点涡状动力学的加速度。的概率密度函数的形状和自相关的规范的加速度之间的因果关系。
2010-09-28 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Intermittency and emergence of coherent structures in wave turbulence of a vibrating plate
本文报道了振动平板中波动湍流的数值研究。实现先进的测量技术和长时间的数值模拟的可能性,使该系统非常有价值的波浪湍流研究。弹性板的动力学的纯2D特性使其与典型的地质和天体物理问题(海洋表面或内波、磁化等离子体或强烈旋转和/或分层流)的更复杂的3D物理系统相比更容易处理。当强迫较小时,观测到的波湍流与弱湍流理论的预测是一致的。在这里,我们专注于较强的强迫的情况下,相干结构可以观察到。这些结构看起来类似的褶皱和D-锥,通常观察到的强烈变形的静态薄弹性片(皱巴巴的纸),除了他们动态地演变在我们的强制系统。我们描述了它们的演化,并表明它们的出现与强非线性波湍流的统计不稳定性(缺乏自相似性)有关。这种行为让人联想到Navier-Stokes湍流中的不稳定性。实验数据显示了弱湍流向强湍流转变的迹象。然而,由于技术的限制和耗散,强非线性制度仍然无法达到的实验,因此,已经进行了数值研究。
2017-09-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Kullback-Leibler divergence measure of intermittency: application to turbulence
对于表现出幂律行为的通用系统,因此多尺度依赖性,我们提出了一种新的,但简单的工具来分析多重分形和多重性,注意到这些概念直接关系到变形的概率密度函数从高斯在大尺度上的非高斯在较小的尺度。我们的框架是基于信息论,并使用香农熵和Kullback-Leibler分歧。我们提出了一个广泛的应用,三维充分发展的湍流,在这里看到的是一个典型的复杂系统,在历史上定义的不稳定性。此外,标度不变性和多重分形的概念在这一领域得到了广泛的研究,最重要的是,基准。我们计算我们的测量实验欧拉速度测量,以及合成过程和唯象模型的流体turbulence.Our方法是非常普遍的,不需要任何基础模型的系统,虽然它可以探测这样一个模型的相关性。
2017-07-25 cond-mat.stat-mech physics.data-an physics.flu-dyn
Large-scale intermittency and rare events boosted at dimensional crossover in anisotropic turbulence
了解湍流中的罕见事件为极端天气科学提供了基础,其中大气由纳维-斯托克斯方程(NSE)建模。在各向同性流体的NSE的解决方案中,各种量,如流体速度,大致遵循高斯分布,其中极端事件仅在与耗散主导长度尺度或异常标度制度相关的小规模量中突出。使用数值模拟,这项研究揭示了另一个普遍的促进机制,在更大的尺度上,如果三维流体伴随着强大的二维各向异性,是在大气中的情况。二维和三维之间的维度交叉产生了突出的厚尾非高斯分布,伴随着巨大的链状结构,具有密集的自组织涡旋(蛇形组织涡旋(SOV))。这种提升是由于在交叉长度尺度上可用相空间的突然增加而引起的。由于在小的空间尺度上,发现的非线性比常规的非线性涉及更大的能量,它支配着天气系统中的极端事件和混沌不可预测性。
2018-11-20 physics.flu-dyn
Folding dynamics and its intermittency in turbulence
本文通过将物质变形张量投影到最大拉伸方向,用曲率演化刻画湍流折叠动力学,揭示曲率增长从线性阶段向指数阶段的转变及由此产生的强间歇性,并提出曲率演化模型加以解释。
2023-01-24 physics.flu-dyn
Long time correlations in Lagrangian dynamics: a key to intermittency in turbulence
如果人们从流体质点的角度(称为拉格朗日方法)而不是从速度场的角度(欧拉观点)考虑流动运动,就会发现湍流的新方面。使用一种新的实验技术,基于超声波的散射,我们已经获得了直接测量的颗粒速度,解决了在所有尺度上,在一个完全湍流。它使我们能够从动力学的角度来接近湍流中的不稳定性,并在随机游走的框架内分析拉格朗日速度波动。我们发现实验中的基本步骤的“行走”有随机不相关的方向,但幅度是非常长的范围内的时间相关。从理论上讲,我们研究了朗之万方程,结合这些功能,我们表明,所产生的动态占所观察到的一个和两个点的统计特性的拉格朗日速度波动。我们的方法将湍流的间歇性统计性质与流动的动力学联系起来。
2002-06-05 physics.flu-dyn
Non-perturbative models of intermittency in edge turbulence
本文提出了等离子体边缘湍流中团密度的概率分布函数尾部理论。一个简化的快速对流径向输送模式。理论上预测的PDF尾部证实了早期的边缘传输测量,进一步证实了边缘传输的强非高斯特征。结果表明,增大液滴的截面尺度长度($L_x$和$L_y$)可使输运增大,而增大环形尺度长度($L_z$)可使PDF减小.结果表明,对于较大的团块速度$v_b$,PDF减小。
2009-01-15 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Stochastic Dynamical Model of Intermittency in Fully Developed Turbulence
提出了一种新的非线性模型,其中能量级联中的连续步骤之间的能量传递速率的动态由随机微分方程的层次来描述。速度增量的概率分布的明确计算和表示的广义超几何函数的类型${_n}F_0$,表现出幂律的尾巴。该模型的预测被发现是在良好的协议与实验上的低温气态氦射流。有人认为,分布的基础上的功能${_n}F_0$可能是相关的多尺度动态的其他物理系统。
2010-10-06 cond-mat.stat-mech 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
Molecular Fluctuations Inhibit Intermittency in Compressible Turbulence
分子波动抑制压缩湍流中的间歇性,改变化了耗散范围内的湍流统计特性。
2025-11-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Velocity circulation intermittency in finite-temperature turbulent superfluid helium
利用实验网格湍流和Hall-Vinen-Bekarevich-Khalatnikov模型的数值模拟研究了湍流超流氦中环流矩的不稳定性。更准确地说,我们计算的速度循环$Γ_r$的大小为$r$的环路铺设在惯性范围内。对于这两个,实验和数值数据,环流方差显示出一个明确的柯尔莫哥洛夫标度$\langle Γ_r^2 \rangle \sim r^{8/3}$在惯性范围内,独立的温度。高阶矩的标度指数是可比的,误差条内,以前报道的异常循环指数在经典湍流和低温量子湍流数值模拟。
2022-04-27 physics.flu-dyn
Routes to stratified turbulence and temporal intermittency revealed by a cluster-based network model of experimental data
本文提出结合降维和无监督聚类的数据驱动方法,识别分层倾斜管道实验的湍流骨架,揭示多种湍流类型及间歇性转变路径,为多物理场湍流降阶模型奠定基础。
2024-11-10 physics.flu-dyn
On the decrease of intermittency in decaying rotating turbulence
在一个大的粒子图像测速(PIV)数据集的衰减旋转湍流实验中,分析了纵向速度结构函数$S_q(r) = < | δu (r) |^q > \sim r^{ζ_q}$的标度,直到$q=8$阶。二阶结构函数的指数,$ζ_2$,增加整个自相似衰变制度,埃克曼时间尺度。规范化的高阶指数,$ζ_q / ζ_2$,接近间歇性非旋转的情况下,在小的时间,但在较大的时间显示出显着的偏离,在一个时间尺度$Ω^{-1}$($Ω$是旋转速率),虽然严格的非间歇性的线性规律$ζ_q / ζ_2 = q/2$没有达到。
2008-05-15 physics.flu-dyn
Sub-Kolmogorov Intermittency and Multifractal Dissipation in Multiphase Turbulence
University of Modena and Reggio Emilia(摩德纳和雷焦艾米利亚大学);Sorbonne Université(索邦大学);Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Inria Saclay - Tau team(法国国家信息与自动化研究所萨克莱-Tau团队)
通过直接数值模拟研究多相湍流中界面附近的小尺度耗散结构,发现界面导致耗散事件深入亚科尔莫戈罗夫尺度,且拓扑变化(破碎与合并)区域呈现更宽的多分形奇异谱。
2026-06-04 physics.flu-dyn
A universal relation between intermittency and dissipation within and beyond homogeneous isotropic turbulence
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院);Institut für Physik und ForWind, Universität Oldenburg(奥尔登堡大学物理与风电研究所);Univ. Lille, CNRS, ONERA, Arts et Métiers ParisTech, Centrale Lille(里尔大学、法国国家科学研究中心、法国航空国防技术局、巴黎国立高等工艺学院、中央理工学院)
研究揭示了湍流中耗散常数与间歇性因子的反比关系,为理解不同尺度湍流特性提供了新的经验原则。
2026-08-28 physics.flu-dyn
Experimental evidence of random shock-wave intermittency
本研究利用高外磁场中的磁性流体构建无色散随机冲击波场,实验证实波振幅的小尺度间歇性源于冲击波,且统计规律符合类 Burgers 模型预测。
2023-09-28 nlin.PS physics.flu-dyn
Statistical theory of intermittency in a multi-scale model of MHD and micro-turbulence
传统上,MHD不稳定性和微观不稳定性对等离子体约束的影响是分开研究的。然而,这两种不稳定性往往同时发生,在广泛的空间尺度上的动态重叠。因此,通过适当的多尺度建模来一致地纳入这些不稳定性是至关重要的。此外,有压倒性的证据表明,热量和粒子的整体传输受到相干结构引起的不稳定性(或突发事件)的显著影响。因此,在等离子体约束的一个关键问题是预测的概率分布函数(PDF)的运输由于这些结构和它们的形成。在本文中,我们研究了多尺度模型中的间歇输运,一致地将撕裂不稳定性和微观不稳定性,由于压力梯度。
2009-07-06 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Temporal large-scale intermittency and its impact on the statistics of turbulence
该研究在湍流直接数值模拟中对能量注入率施加受控正弦变化,揭示时间大尺度间歇性如何提高速度、涡量和加速度的平坦度,并以定常流动叠加建模。
2025-03-18 physics.flu-dyn
On the connection between intermittency and dissipation in ocean turbulence
应用湍流多重分形理论研究了西北大西洋的能量级联。从现场测量计算的速度梯度的奇异性指数的统计数据被用来表明,在50至500米之间的深度的速度结构函数的异常标度具有线性依赖于表征最强的速度梯度的指数,随着深度的斜率减小。由于指数的分布是不对称的模式在所有的深度,我们使用一个无限可分的非对称模型的能量级联,对数泊松模型,导出的功能依赖的异常标度与耗散。利用这个模型,我们可以解释的线性坡度的垂直变化的能量级联的变化。
2020-12-02 physics.ao-ph physics.flu-dyn