通道流中通向湍流的普适转捩

从层流到湍流的转捩剧烈改变了流体的混合、输运与阻力特性，然而即便对于管道与矩形通道内的简单流动，湍流何时以及如何涌现仍难以捉摸。不同于被认定为受限流动中通向混沌的普适路径的时间无序起始，时空无序起始的表征一直是一项严峻挑战，因为湍流域在向下游传播时会不规则地衰减或扩散。在此，通过对通道流动的广泛实验研究，我们确定了一种具有临界特性的独特转捩。从入口持续注入的湍流域最终发生衰减，或者相反，取决于流率而扩散。在转捩点附近，观察到了临界行为。我们研究了湍流团簇的空间与时间动力学，测量了四个临界指数、一个普适标度函数以及一种标度关系，所有这些均与 (2+1) 维有向渗流普适类相符。