一维湍流：模型制定及其在均匀湍流、剪切流和浮力分层流中的应用

一种随机模型，作为蒙特卡罗模拟实现，用于计算在静态和衰减均匀湍流、剪切流以及各种浮力分层流中的速度和标量场的统计属性。湍流平流由应用于一维计算域的随机映射序列表示。平流标量和一种速度分量的轮廓在这个域上演变。控制映射序列的速率表达式反映了湍流生成机制。粘性效应同时被实现。通过对速度轮廓施加适当的初始和边界条件来模拟各种感兴趣的流动。模拟的流动微观结构再现了惯性范围能谱的−5/3幂律标度和基于科尔莫戈罗夫微尺度的耗散范围谱崩溃。不同密度的剪切流和浮力分层流的多样行为得到再现，在某些情况下提出对观察现象的新解释。综合以上结果表明，各种湍流现象可以通过平流、分子传输和浮力强迫的相互作用简洁地表示。