Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2507.00974

帮助 | 高级搜索

物理学 > 流体动力学

arXiv:2507.00974 (physics)
[提交于 2025年7月1日 ]

标题: 层流和湍流流体流动的数学定义

标题: On a mathematical definition of laminar and turbulent fluid flow

Authors:F. Javier Garcia Garcia, Pablo Fariñas Alvariño
摘要: 如标题所述,本研究提出了层流和湍流的数学定义,即一种可用于构思和证明关于此类流动的数学定理的定义。 该定义基于人类长期已知的实验事实:每当重复一个给定的流动时,如果流动是湍流,结果将不会相同。 湍流流动并非严格可重复。 从这一基本事实可以得出关于湍流流动的更复杂的真理:通过大量重复结果求平均得到的平均流动并不是自然流动,即它是一种在任何实验中都无法自然出现的流动。 所提出的定义需要一些初步的数学概念,这些概念也在文中进行了介绍:函数之间的接近性,实现的集合,流动的平均方法,以及实现(物理流动)和平均值(平均流动)的不同特性。 引入了受限非线性的概念,并证明了层流只能在受限非线性条件下存在,而湍流是普遍非线性的结果。 研究了稳态湍流的特殊情况,并对集合平均和时间平均是否相等提出了疑问。 还提供了两个已解决的例子来说明定义所隐含的意义和方法:冯·卡门涡街和受强制白噪声扰动的层流。
摘要: As stated in the title, the present research proposes a mathematical definition of laminar and turbulent flows, i.e., a definition that may be used to conceive and prove mathematical theorems about such flows. The definition is based on an experimental truth long known to humans: Whenever one repeats a given flow, the results will not be the same if the flow is turbulent. Turbulent flows are not strictly repeatable. From this basic fact follows a more elaborate truth about turbulent flows: The mean flow obtained by averaging the results of a large number of repetitions is not a natural flow, that is, it is a flow that cannot occur naturally in any experiment. The proposed definition requires some preliminary mathematical notions, which are also introduced in the text: Proximity between functions, the ensemble of realisations, the method of averaging the flows, and the distinct properties of realisations (physical flows) and averages (mean flows). The notion of restricted nonlinearity is introduced and it is demonstrated that laminar flows can only exist in conditions of restricted nonlinearity, whereas turbulent flows are a consequence of general nonlinearity. The particular case of steady-state turbulent flow is studied, and an uncertainty is raised about the equality of ensemble average and time average. Two solved examples are also offered to illustrate the meaning and methods implied by the definitions: The von K\`arm\`an vortex street and a laminar flow with imposed white-noise perturbation.
评论: 26页,1图,科学文章
主题: 流体动力学 (physics.flu-dyn)
MSC 类: 76D05, 76D06, 76F55
引用方式: arXiv:2507.00974 [physics.flu-dyn]
  (或者 arXiv:2507.00974v1 [physics.flu-dyn] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.00974
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Javier Garcia [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 1 日 17:21:51 UTC (269 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics.flu-dyn
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
physics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号