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对流表层湍流大尺度间歇的能见度网络分析。 (英语) Zbl 1500.76041号

摘要:大尺度间歇现象是对流表层湍流中广泛观察到的一种现象,它导致非高斯温度统计,而速度信号则没有观察到这种特征。尽管迄今为止已经使用了基于概率密度函数的方法,但这些方法无法解释信号的时间结构在多大程度上影响速度和温度波动的统计特征。为了解决这个问题,对对流大气表层流的现场实验数据集进行了能见度网络分析。通过替代数据和基于网络的测量,我们证明温度间歇性与温度信号中的强非线性相关性有关。相反,线性效应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间歇行为。基于目前的研究结果,对流湍流大尺度间歇现象的研究有望开辟新的研究途径。

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76英尺35英寸 对流湍流
76层55 统计湍流建模
76M99型 流体力学基本方法
86A10美元 气象学和大气物理学
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
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参考文献:

[1] Basu,S.,Foufoula-Georgiou,E.,Lashermes,B.&Arnéodo,A.2007中性分层大气表层流中间歇性指数的估算:基于量级累积量和替代分析的稳健框架。物理学。流体19(11),115102·兹比尔1182.76052
[2] Batchelor,G.K.1953均匀湍流理论。剑桥大学出版社·Zbl 0053.14404号
[3] Batchelor,G.K.&Townsend,A.A.1949大波数下湍流运动的性质。程序。数学。物理学。工程科学.199(1057),238-255·Zbl 0036.25602号
[4] Belmonte,A.和Libchaber,A.1996湍流对流中羽流的热特征:导数的偏度。物理学。修订版E53(5),4893。
[5] Cabrit,O.,Mathis,R.&Marusic,I.2013关于基本波动墙-剪力。在湍流和剪切流现象国际研讨会(TSFP-8)上,编号TBL3A。乞丐之家。
[6] Camussi,R.&Verzicco,R.2004高瑞利数对流湍流的时间统计。《欧洲医学杂志》第23期(3),第427-442页·Zbl 1086.76028号
[7] Castaing,B.,Gunaratne,G.,Heslot,F.,Kadanoff,L.,Libchaber,A.,Thomae,S.,Wu,X.Z.,Zaleski,S.&Zanetti,G.1989 Rayleigh-Bénard对流中硬热湍流的标度。《流体力学杂志》204,1-30。
[8] Charakopoulos,A.K.,Karakasidis,T.E.,Papanicolaou,P.N.&Liakopoulos,A.2014复杂网络时间序列分析在湍流加热射流中的应用。混沌24(2),024408·Zbl 1345.62123号
[9] Chowdhuri,S.,Kumar,S.&Banerjee,T.2020回顾对流湍流中间歇热传输对雷诺应力各向异性的作用。《流体力学杂志》899,A26·Zbl 1460.76432号
[10] Chowdhuri,S.,Mcnaughton,K.G.&Prabha,T.V.2019对流边界层表面摩擦层上方热量和动量共谱的经验标度分析。边界层气象。170(2),257-284。
[11] Chu,C.R.,Parlange,M.B.,Katul,G.G.&Albertson,J.D.1996大气表层湍流速度和温度的概率密度函数。水资源。第32(6)号决议,1681-1688。
[12] Donner,R.V.&Donges,J.F.2012地球物理时间序列的可见性图分析:潜力和可能的陷阱。《地球物理学学报》60(3),589-623。
[13] Dupont,S.、Argoul,F.、Gerasimova Chechkina,E.、Irvine,M.R.和Arneodo,A.2020森林冠层顶部湍流温度波动的多重分形光谱中相变的实验证据。《流体力学杂志》896,A15。
[14] Emran,M.S.&Schumacher,J.2008对流湍流中温度及其导数的精细尺度统计。《流体力学杂志》611,13-34·Zbl 1151.76509号
[15] Feraco,F.、Marino,R.、Pumir,A.、Primavera,L.、Mininni,P.D.、Pouquet,A.和Rosenberg,D.2018分层湍流中的垂直气流和混合:与弗劳德数的急剧转换。欧罗普提斯。第123(4)页,44002。
[16] Gotoda,H.、Kinugawa,H.,Tsujimoto,R.、Domen,S.和Okuno,Y.2017基于复杂网络理论的燃烧动力学表征、不稳定燃烧状态的检测和预防。物理学。修订版申请7(4),044027。
[17] Hasson,U.,Iacovacci,J.,Davis,B.,Flanagan,R.,Tagliazucchi,E.,Laufs,H.&Lacasa,L.2018A组合框架,用于量化复杂动力学中的峰/坑不对称。科学。代表8(1),3557。
[18] He,X.,Wang,Y.&Tong,P.2018湍流热对流中非高斯温度波动的动态非均匀性和条件统计。物理学。流体版本3(5),052401。
[19] Huang,Y.X.,Schmitt,F.G.,Lu,Z.M.和Liu,Y.L.2008使用经验模式分解和希尔伯特谱分析对湍流尺度间歇性的幅频研究。欧罗普提斯。信函84(4),40010。
[20] Hutchins,N.和Marusic,I.2007湍流边界层对数区域中非常长的蜿蜒特征的证据。《流体力学杂志》579,1-28·Zbl 1113.76004号
[21] Iacobello,G.、Marro,M.、Ridolfi,L.、Salizoni,P.和Scarsoglio,S.2019边界层被动标量垂直湍流输送的实验研究:统计和能见度图分析。物理学。流体版本4(10),104501。
[22] Iacobello,G.、Ridolfi,L.和Scarsoglio,S.2020A《通过复杂网络进行湍流和涡流分析的综述》。物理A563125476·Zbl 1354.68230号
[23] Iacobello,G.、Ridolfi,L.和Scarsoglio,S.2021通过能见度网络对壁湍流进行大到小尺度调频分析。《流体力学杂志》918,A13·Zbl 1485.76054号
[24] Iacobello,G.,Scarsoglio,S.&Ridolfi,L.2018壁湍流时间序列的能见度图分析。物理学。莱特。A382(1),1-11·Zbl 1485.76054号
[25] Jimenez,J.1998湍流速度波动不一定是高斯的。《流体力学杂志》376139-147·Zbl 0922.76234号
[26] Kaimal,J.C.和Finnigan,J.J.1994大气边界层流动:其结构和测量。牛津大学出版社。
[27] Katul,G.G.,Parlange,M.B.&Chu,C.R.1994大气表层湍流中的间歇性、局部各向同性和非高斯统计。物理学。流体6(7),2480-2492。
[28] Keylock,C.J.2017保留逐点Hölder规则结构的多重分形替代数据生成算法,最初应用于湍流。物理学。修订版E95(3),032123。
[29] Kivelä,M.、Arenas,A.、Barthelemy,M.、Gleeson,J.P.、Moreno,Y.和Porter,M.A.2014多层网络。J.复杂网络2(3),203-271。
[30] Lacasa,L.,Luque,B.,Ballesteros,F.,Luke,J.&Nuno,J.C.2008从时间序列到复杂网络:可见性图。程序。美国国家科学院。科学。美国105(13),4972-4975·Zbl 1205.05162号
[31] Lancaster,G.、Iatsenko,D.、Pidde,A.、Ticcinelli,V.和Stefanovska,A.2018物理系统假设检验的替代数据。物理学。报告748,1-60·Zbl 1392.62268号
[32] Liu,C.,Zhou,W.&Yuan,W.2010三维充分发展湍流中能量耗散率能见度图的统计特性。《物理》A389(13),2675-2681。
[33] Liu,L.,Hu,F.&Cheng,X.L.2011不稳定大气表层湍流速度和温度波动的概率密度函数。《地球物理学杂志》。研究大气116(D12),D12117。
[34] Lohse,D.&Xia,K.Q.2010湍流Rayleigh-Bénard对流的小尺度特性。每年。流体力学修订版42,335-364·Zbl 1345.76038号
[35] Lyu,R.,Hu,F.,Liu,L.,Xu,J.&Cheng,X.2018草原上空不稳定大气表层温度波动的高阶统计。高级大气。科学35(10),1265-1276。
[36] Majda,A.J.&Kramer,P.R.1999湍流扩散简化模型:理论、数值模拟和物理现象。物理学。报告314(4-5),237-574。
[37] Manshour,P.2015分数时间序列的复杂网络方法。混沌25(10),103105·Zbl 1378.62078号
[38] Manshour,P.,Tabar,M.R.R.&Peinke,J.2015从水平能见度图来看,湍流充分发展。《统计力学杂志》。理论实验.2015(8),P08031·Zbl 1456.76065号
[39] Matsushima,T.、Nagata,K.和Watanabe,T.2021无剪切湍流混合层的小波分析。物理学。流感33(2),025109。
[40] Metzger,M.、Mckeon,B.J.和Holmes,H.2007近中性大气表层:湍流和非平稳性。菲尔翻译。R.Soc.Lond.365(1852),859-876·Zbl 1152.76410号
[41] Murugesan,M.&Sujith,R.I.2015燃烧噪声是无标度的:在热声不稳定性开始时从无标度过渡到有序。《流体力学杂志》772,225-245。
[42] Newman,M.2018Networks,第二版。牛津大学出版社·Zbl 1391.94006号
[43] Panosfsky,H.A.和Dutton,J.A.1984《大气湍流:工程应用的模型和方法》。约翰·威利父子公司。
[44] Poggi,D.、Porporato,A.、Ridolfi,L.、Albertson,J.D.和Katul,G.G.2004冠层下层大尺度和小尺度之间的相互作用。地球物理学。研究稿31(5),L05102。
[45] Roche,P.E.2020对流的最终状态:非常高瑞利数实验的统一画面。《新物理学杂志》22(7),073056。
[46] Shnapp,R.2021关于冠层流中拉格朗日统计的小规模和大规模间歇性。《流体力学杂志》913,R2·Zbl 1461.76537号
[47] Siggia,E.D.1994高瑞利数对流。每年。《流体力学评论》第26期,第137-168页·Zbl 0800.76425号
[48] Sreenivasan,K.R.1991流体湍流中的分形和多重分形。每年。《流体力学评论》23(1),539-604。
[49] Sreenivasan,K.R.&Antonia,R.A.1997小尺度湍流现象学。每年。《流体力学评论》29(1),435-472。
[50] Stiperski,I.和Calaf,M.2018近地表相似性标度对大气湍流各向异性的依赖性。Q.J.R.Meteorol公司。Soc.144(712),641-657。
[51] Townsend,A.A.1947各向同性湍流中双相关导数和三相关导数的测量。《剑桥哲学学会数学会议录》,第43卷,第560-570页。剑桥大学出版社。
[52] Tsinober,A.2014湍流作为一种物理现象的本质。斯普林格科学·Zbl 1282.76005号
[53] Wang,Y.,He,X.&Tong,P.2019封闭Rayleigh-Bénard对流池中的湍流温度波动。《流体力学杂志》874,263-284·Zbl 1419.76597号
[54] Wyngaard,J.C.2010《大气湍流》。剑桥大学出版社·Zbl 1192.86004号
[55] Zorzetto,E.、Bragg,A.D.和Katul,G.2018从生产尺度到惯性尺度交叉时大气湍流的极值、间歇性和时间方向性。物理学。流体版本3(9),094604。
[56] Zou,Y.、Donner,R.V.、Marwan,N.、Donges,J.F.和Kurths,J.2019非线性时间序列分析的复杂网络方法。物理学。代表787,1-97。
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