Добірка наукової літератури з теми "Turbulence transport"

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Статті в журналах з теми "Turbulence transport":

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Souza, José Francisco Almeida de, José Luiz Lima de Azevedo, Leopoldo Rota de Oliveira, Ivan Dias Soares, and Maurício Magalhães Mata. "TURBULENCE MODELING IN GEOPHYSICAL FLOWS – PART I – FIRST-ORDER TURBULENT CLOSURE MODELING." Revista Brasileira de Geofísica 32, no. 1 (March 1, 2014): 31. http://dx.doi.org/10.22564/rbgf.v32i1.395.

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Анотація:
ABSTRACT. The usage of so-called turbulence closure models within hydrodynamic circulation models comes from the need to adequately describe vertical mixing processes. Even among the classical turbulence models; that is, those based on the Reynolds decomposition technique (Reynolds Averaged Navier-Stokes – RANS), there is a variety of approaches that can be followed for the modeling of turbulent flows (second moment) of momentum, heat, salinity, and other properties. Essentially, these approaches are divided into those which use the concept of turbulent viscosity/diffusivity in the modeling of the second moment, and those which do not use it. In this work we present and discuss the models that employ this concept, in which the viscosity can be considered constant or variable. In this latter scenario, besides those that use the concepts of mixture length, the models that use one or two differential transport equations for determining the viscosity are presented. The fact that two transport equations are used – one for the turbulent kinetic energy and the other for the turbulent length scale – make these latter ones the most complete turbulent closure models in this category. Keywords: turbulence modeling, turbulence models, first-order models, first-order turbulent closure. RESUMO. A descrição adequada dos processos de mistura vertical nos modelos de circulação hidrodinâmica é o objetivo dos chamados modelos de turbulência, os quais são acoplados aos primeiros. Mesmo entre os modelos clássicos de turbulência, isto é, aqueles que se baseiam na técnica de decomposição de Reynolds (Reynolds Averaged Navier-Stokes – RANS), existe uma variedade de abordagens que podem ser seguidas na modelagem dos fluxos turbulentos (segundos momentos) de momentum, calor, salinidade e outras propriedades. Fundamentalmente estas abordagens dividem-se entre aquelas que utilizam o conceito de viscosidade/ difusividade turbulenta na modelagem dos segundos momentos, e aquelas que não o utilizam. Nesse trabalho são apresentados e discutidos os modelos que empregam este conceito, onde a viscosidade pode ser considerada constante ou variável. No caso variável, além daqueles que utilizam o conceito de comprimento de mistura, são ainda apresentados os modelos que utilizam uma ou duas equações diferenciais de transporte para a determinação da viscosidade. O fato de empregar duas equações de transporte, uma para a energia cinética turbulenta e outra para a escala de comprimento turbulento, fazem destes últimos os mais completos modelos de fechamento turbulento desta categoria. Palavras-chave: modelagem da turbulência, modelos de turbulência, modelos de primeira ordem, fechamento turbulento de primeira orde
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Kawata, Takuya, and Takahiro Tsukahara. "Spectral Analysis on Transport Budgets of Turbulent Heat Fluxes in Plane Couette Turbulence." Energies 15, no. 14 (July 20, 2022): 5258. http://dx.doi.org/10.3390/en15145258.

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Анотація:
In recent years, scale-by-scale energy transport in wall turbulence has been intensively studied, and the complex spatial and interscale transfer of turbulent energy has been investigated. As the enhancement of heat transfer is one of the most important aspects of turbulence from an engineering perspective, it is also important to study how turbulent heat fluxes are transported in space and in scale by nonlinear multi-scale interactions in wall turbulence as well as turbulent energy. In the present study, the spectral transport budgets of turbulent heat fluxes are investigated based on direct numerical simulation data of a turbulent plane Couette flow with a passive scalar heat transfer. The transport budgets of spanwise spectra of temperature fluctuation and velocity-temperature correlations are investigated in detail in comparison to those of the corresponding Reynolds stress spectra. The similarity and difference between those scale-by-scale transports are discussed, with a particular focus on the roles of interscale transport and spatial turbulent diffusion. As a result, it is found that the spectral transport of the temperature-related statistics is quite similar to those of the Reynolds stresses, and in particular, the inverse interscale transfer is commonly observed throughout the channel in both transport of the Reynolds shear stress and wall-normal turbulent heat flux.
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Wang, B. B., G. P. Zank, L. Adhikari, and L. L. Zhao. "On the Conservation of Turbulence Energy in Turbulence Transport Models." Astrophysical Journal 928, no. 2 (April 1, 2022): 176. http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ac596e.

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Анотація:
Abstract Zank et al. developed models describing the transport of low-frequency incompressible and nearly incompressible turbulence in inhomogeneous flows. The formalism was based on expressing the fluctuating variables in terms of the Elsässar variables and then taking “moments” subject to various closure hypotheses. The turbulence transport models are different according to whether the plasma beta regime is large, of order unity, or small. Here, we show explicitly that the three sets of turbulence transport models admit a conservation representation that resembles the well-known WKB transport equation for Alfvén wave energy density after introducing appropriate definitions of the “pressure” associated with the turbulent fluctuations. This includes introducing a distinct turbulent pressure tensor for 3D incompressible turbulence (the large plasma beta limit) and pressure tensors for quasi-2D and slab turbulence (the plasma beta order-unity or small regimes) that generalize the form of the WKB pressure tensor. Various limits of the different turbulent pressure tensors are discussed. However, the analogy between the conservation form of the turbulence transport models and the WKB model is not close for multiple reasons, including that the turbulence models express fully nonlinear physical processes unlike the strictly linear WKB description. The analysis presented here both serves as a check on the validity and correctness of the turbulence transport models and also provides greater transparency of the energy dissipation term and the “turbulent pressure” in our models, which is important for many practical applications.
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Takuto, Inaba, Nagata Kouji, Sakai Yasuhiko, Suzuki Hiroyuki, Terashima Osamu, and Suzuki Hiroki. "1065 PRODUCTION AND TRANSPORT OF TURBULENT KINETIC ENERGY IN FRACTAL-GENERATED TURBULENCE." Proceedings of the International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF) 2013.4 (2013): _1065–1_—_1065–4_. http://dx.doi.org/10.1299/jsmeicjwsf.2013.4._1065-1_.

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Okiy, Karinate Valentine. "A Comparative Analysis of Turbulence Models Utilised for the Prediction of Turbulent Airflow through a Sudden Expansion." International Journal of Engineering Research in Africa 16 (June 2015): 64–78. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/jera.16.64.

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Анотація:
The turbulent airflow in a circular duct with sudden expansion was investigated utilizing three turbulence models. The turbulence models chosen are: the k-epsilon model, the shear stress transport model and the Reynolds-stress model. The performance of the models was investigated with respect to the flow parameter-recirculation length. The turbulent kinetic energy and velocity predictions were compared between the turbulence models and with experimental data, then interpreted on the basis of the recirculation length. From the results, the shear stress transport model predictions of recirculation length had the closest agreement with the experimental result compared to the other model. Likewise, the convergence rate for the shear stress transport model was reasonable compared to that of the Reynolds model which has the slowest convergence rate. In light of these findings, the shear stress transport model was discovered to be the most appropriate for the investigation of turbulent air flow in a circular duct with sudden expansion. Keywords: Turbulence, recirculation length, sudden expansion, Turbulence models.
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Talon, Suzanne. "Rotational Transport Processes." Symposium - International Astronomical Union 215 (2004): 336–45. http://dx.doi.org/10.1017/s0074180900195841.

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Анотація:
In this review, I discuss physical mechanisms leading to momentum and chemical transport in stars. Various instabilities leading to turbulence are discussed. I then present a self-consistent description of rotational mixing under the action of turbulence and meridional circulation in 1D models. Limitations of the model are discussed, both in terms of an extra mechanism for momentum transport in the Sun and solar-type stars (magnetic field and/or gravity waves) and in terms of our understanding of turbulent properties.
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Kohli, Atul, and David G. Bogard. "Turbulent Transport in Film Cooling Flows." Journal of Heat Transfer 127, no. 5 (May 1, 2005): 513–20. http://dx.doi.org/10.1115/1.1865221.

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Анотація:
This experimental study was performed on a single row of round holes with a 35° surface angle, representing film cooling geometry commonly used in turbine engines. Simultaneous velocity and temperature measurements were made using a cold-wire in conjunction with a LDV. The experimentally determined cross correlations provide a direct indication of the extent of turbulent transport of heat and momentum in the flow, which in turn governs dispersion of the film cooling jet. Actual engine environments have elevated mainstream turbulence levels that can severely reduce the cooling capability of film cooling jets. Clearly, the turbulent transport for very high mainstream turbulence is expected to be markedly different than that with low mainstream turbulence, and would improve our understanding of the mechanisms involved in the dispersion of film cooling jets. Experimental cross-correlation data was obtained for two vastly different freestream turbulence levels (0.6% and 20%) in this study. For this purpose, eddy diffusivities for momentum and heat transport were estimated from the measured data. These results will help develop new turbulence models and also explain why gradient diffusion based models do not give good predictions relative to experimental results.
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Balbus, Steven A., and John F. Hawley. "Instability, Turbulence, and Enhanced Transport in Accretion Disks." International Astronomical Union Colloquium 163 (1997): 90–100. http://dx.doi.org/10.1017/s0252921100042536.

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Анотація:
AbstractThe nature of MHD and hydrodynamical turbulence in accretion disks is discussed. Comparison is made with planar Couette flow, a classical system prone to nonlinear shear instability resulting in enhanced turbulent transport. Both Keplerian and non-Keplerian hydrodynamical disks are studied, and it is found that only constant angular momentum disks are unstable to nonlinear disturbances and develop enhanced turbulent transport. Convective instabilities do not lead to enhanced turbulent transport. Hydrodynamical Keplerian disks are quite stable to nonlinear disturbances. Several lines of argument are presented which all lead to this conclusion, but the key to disk turbulence is the interaction between the stress tensor and the mean flow gradients. The nature of this coupling is found to determine completely the stability properties of disks (hydrodynamics and magnetic), and the nature of turbulent transport. The weak field MHD instability, which is of great astrophysical importance, displays the same type of stress tensor – mean flow coupling that all classical local shear instabilities exhibit. Hydrodynamical Keplerian disks, on the other hand, do not. Accretion disk turbulence is MHD turbulence.
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Giacomin, M., and P. Ricci. "Turbulent transport regimes in the tokamak boundary and operational limits." Physics of Plasmas 29, no. 6 (June 2022): 062303. http://dx.doi.org/10.1063/5.0090541.

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Анотація:
Two-fluid, three-dimensional, flux-driven, global, electromagnetic turbulence simulations carried out by using the GBS (Global Braginskii Solver) code are used to identify the main parameters controlling turbulent transport in the tokamak boundary and to delineate an electromagnetic phase space of edge turbulence. Four turbulent transport regimes are identified: (i) a regime of fully developed turbulence appearing at intermediate values of collisionality and β, with turbulence driven by resistive ballooning modes, related to the L-mode operation of tokamaks, (ii) a regime of reduced turbulent transport at low collisionality and large heat source, with turbulence driven by drift-waves, related to a high-density H-mode regime, (iii) a regime of extremely large turbulent transport at high collisionality, which is associated with the crossing of the density limit, and (iv) a regime above the ideal ballooning limit at high β, with global modes affecting the dynamics of the entire confined region, which can be associated with the crossing of the β limit. The transition from the reduced to the developed turbulent transport regime is associated here with the H-mode density limit, and an analytical scaling law for maximum edge density achievable in H-mode is obtained. Analogously, analytical scaling laws for the crossing of the L-mode density and β limits are provided and compared to the results of GBS simulations.
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Dong, G., and Z. Lin. "Role of wave-particle resonance in turbulent transport in toroidal plasmas." Plasma Physics and Controlled Fusion 64, no. 3 (January 21, 2022): 035005. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6587/ac4275.

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Анотація:
Abstract A clear understanding of wave-particle interaction and associated transport mechanisms of different particle species in the drift wave instabilities is important for accurate modeling and predictions of plasma confinement properties in tokamaks. In particular, the roles of linear resonance and nonlinear scattering in turbulent transport need to be delineated when constructing reduced transport models. First-principle, global gyrokinetic simulations find that electron particle and heat transport decreases to a very low level, while ion heat transport level has no dramatic change when wave-particle resonance is suppressed in the collisionless trapped electron mode (CTEM) turbulence. On the other hand, ion heat transport in the self-consistent ion temperature gradient (ITG) turbulence simulation is qualitatively similar to that in the test-particle simulation using the static ITG turbulence fields. These simulation results show that electron transport is primarily driven by the wave-particle resonance in the CTEM turbulence, and the ion transport is mostly driven by the nonlinear wave-particle scattering in both the CTEM and ITG turbulence.

Дисертації з теми "Turbulence transport":

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Irvine, Mark Rankin. "Turbulence and turbulent transport above and within coniferous forests." Thesis, University of Liverpool, 1994. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.240324.

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Newton, Andrew P. L. "Transport in sheared turbulence." Thesis, University of Sheffield, 2010. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.531179.

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Laenen, François. "Modulation de mélange, transport et turbulence dans des suspensions solides : étude et modélisation." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4010/document.

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Анотація:
Le transport de particules par des écoulements turbulents est un phénomène présent dans de nombreux écoulements naturels et industriels, tels que la dispersion de polluants dans l'atmosphère ou du phytoplancton et plastiques dans et à la surface des océans. Les modèles prédictifs classiques ne peuvent prévoir avec précision la formation de larges fluctuations de concentrations. La première partie de cette thèse concerne une étude de la dispersion turbulente de traceurs émis à partir d'une source ponctuelle et continue. Les fluctuations spatiales de masse sont déterminées en fonction de la distance à la source et à l'échelle d'observation. La combinaison de plusieurs phénomènes physiques à l'origine du mélange limite la validité d'une caractérisation de géométrie fractale. Une approche alternative est proposée, permettant d'interpréter les fluctuations massiques en terme des différents régimes de séparation de pair dans des écoulements turbulents. La seconde partie concerne des particules ayant une inertie finie, dont la dispersion dans l'espace des vitesses requiert de développer des techniques de modélisation adaptées. Une méthode numérique originale est proposée pour exprimer la distribution des particules dans l'espace position-vitesse. Cette méthode est ensuite utilisée pour décrire la modulation de la turbulence bi- dimensionnelle par des particules inertielles. A grand nombres de Stokes, l'effet montré est analogue à celui d'une friction effective à grande échelle. Aux petits Stokes, le spectre de l'énergie cinétique du fluide et les transferts non-linéaires sont modifiées d'une manière non triviale
The transport of particles by turbulent flows is ubiquitous in nature and industry. It occurs in planet formation, plankton dynamics and combustion in engines. For the dispersion of atmospheric pollutants, traditional predictive models based on eddy diffusivity cannot accurately reproduce high concentration fluctuations, which are of primal importance for ecological and health issues. The first part of this thesis relates to the dispersion by turbulence of tracers continuously emitted from a point source. Mass fluctuations are characterized as a function of the distance from the source and of the observation scale. The combination of various physical mixing processes limits the use of fractal geometric tools. An alternative approach is proposed, allowing to interpret mass fluctuations in terms of the various regimes of pair separation in turbulent flows. The second part concerns particles with a finite and possibly large inertia, whose dispersion in velocity requires developing efficient modelling techniques. A novel numerical method is proposed to express inertial particles distribution in the position-velocity phase space. Its convergence is validated by comparison to Lagrangian measurements. This method is then used to describe the modulation of two-dimensional turbulence by large-Stokes-number heavy particles. At high inertia, the effect is found to be analogous to an effective large-scale friction. At small Stokes numbers, kinetic energy spectrum and nonlinear transfers are shown to be modified in a non-trivial way which relates to the development of instabilities at vortices boundaries
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Briard, Antoine. "Modélisation du transport en turbulence homogène." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066201/document.

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Анотація:
La modélisation est essentielle pour comprendre et reproduire les phénomènes physiques dominants ayant lieu dans des écoulements turbulents naturels (atmosphériques, océaniques). En effet, la dynamique des écoulements géophysiques résulte d'interactions complexes à des échelles et intensités variées, et sur des temps différents. La description précise de tels écoulements est pour le moment hors de portée des simulations numériques directes, surtout à cause des limitations en nombre de Reynolds. C'est pourquoi dans cette thèse on s'attaque à la modélisation de la turbulence homogène avec le formalisme spectral de l'approximation EDQNM. Ceci nous permet d'obtenir des résultats rapidement en termes de ressources numériques à très grands nombres de Reynolds, et ainsi d'étudier séparément la plupart des mécanismes en jeu dans les écoulements turbulents naturels, à savoir le cisaillement, le gradient de température, la stratification, l'hélicité, et des combinaisons de ces éléments. On procède en deux étapes: tout d'abord, l'EDQNM permet de fermer les équations des moments d'ordre 2, et ensuite l'anisotropie est modélisée grâce à des tenseurs moyennés sphériquement. Cette méthode est appliquée aux différentes configurations mentionnées ci-dessus, nous permet de proposer de nouveaux résultats et de les valider numériquement à grands nombres de Reynolds. Parmi les points les plus importants, nous nous sommes concentrés sur (i) la prédiction des lois de croissance et décroissance de quantités telles que l'énergie cinétique, la variance scalaire et l'hélicité; (ii) la détermination des comportements spectraux; et (iii) la distribution d'anisotropie échelle par échelle
Modelling is essential to understand and reproduce the dominant physical mechanisms occurring in natural turbulent flows such as atmospheric and oceanic ones. Indeed, the dynamics of geophysical flows results of multiple complex processes interacting with each others, at various scales, intensities, and on different characteristic times. The fine description of such flows is currently out of reach of direct numerical simulations, notably because of Reynolds numbers limitations. Consequently, we address in this thesis the modelling of homogeneous turbulence, using the spectral formalism of the eddy-damped quasi-normal Markovian (EDQNM) approximation. This first allows us to obtain results rapidly in terms of computational resources at very large Reynolds numbers, and thus to investigate separately some of the fundamental mechanisms at stake in natural turbulent flows, namely shear, mean temperature gradient, stratification, helicity, and combinations of these processes. In this framework, a two-step approach is considered: first, EDQNM is used to close the non-linear terms in the second-order moments equations, and anisotropy is then modelled through spherically-averaged tensors. This methodology is applied to the various configurations mentioned above, permits to propose new theoretical results, and to assess them numerically at large Reynolds numbers. Among the most important findings, we focused on (i) the prediction of the decay and growth laws of crucial one-point statistics such as the kinetic energy, the scalar variance, and helicity; (ii) the determination of spectral scalings; and (iii) the scale by scale distribution of anisotropy
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Raus, David. "Transport sédimentaire sur rugosités immobiles : de l'hydrodynamique locale à la morphodynamique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/23587/1/Raus_David.pdf.

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Анотація:
Cette étude, en partenariat avec l'AFB (Agence Française pour la Biodiversité), a pour objectif decomprendre le devenir des sédiments qui ont été bloqués dans des barrages hydrauliques. Lorsdes « chasses » (lâchers massifs d’eau) réalisées pour assurer la continuité écologique des coursd'eau avec retenues, une certaine quantité de sédiments est relarguée en aval de la retenue, cessédiments sont ensuite transportés sur un fond de rugosités immobiles à différentes échelles(gravier, galets, rochers). L'objectif de cette thèse est donc d'étudier comment la présence degrains grossiers et immobiles peut avoir un effet sur les différentes échelles du transport desédiment. Au travers de trois études expérimentales en canaux hydrauliques à surface libre, danslesquelles les grains grossiers immobiles sont modélisés par une canopée d'hémisphèresrégulièrement espacés, différents impacts de la présence des rugosités immobiles sont mis enexergue. Une étude préliminaire a tout d'abord pour objectif de comprendre comment l'apparitiond'une rugosité isolée dans du sédiment a pour effet de modifier les conditions d’hydrodynamiquelocale à l’amont de cette rugosité, en particulier par la mise en place d'un système de tourbillon(tourbillon en fer à cheval) pouvant accentuer le taux d'érosion locale. Ce tourbillon, trèsdocumenté pour des rugosités à géométrie simple, demeure très peu étudié dans le casd'obstacle aux parois courbées de type grains de rivière. Cette étude montre alors que lesdimensions et l'intensité du tourbillon en fer à cheval sont plus faibles dans le cas d'un obstacleaux parois inclinées et courbées que dans le cas d'un obstacle aux parois normales au fond, cephénomène étant expliqué par la facilité du fluide à contourner et l'obstacle, et donc la diminutiondu gradient de pression adverse à l'amont de l'obstacle, responsable du décollement de la couchelimite incidente et de la formation du tourbillon en fer à cheval. Dans une seconde étude,l'hydrodynamique locale proche de sédiment placé dans un patch d'hémisphères est mesuré, pourdifférents niveaux de découvrement du patch et pour du sédiment collé au fond du canal. Ilapparaît qu'en fonction du découvrement ($P = k/R$ avec $k$ la hauteur découverte d'unerugosité et $R$ sa hauteur totale), de forte variations locales de contrainte et de niveaux deturbulence au fond se mettent en place, le sédiment étant soumis à des sur-contraintesimportantes à l'arrière des rugosités pour $P = 20\%$, mais protégés pour des découvrementsplus importants. Une analyse par quadrants montre alors que ce phénomène peut être expliquépar la capacité des événements turbulents instantanés de forte intensité à pénétrer entre leshémisphères pour atteindre le sédiment. Une troisième étude dans un canal aux dimensions plusimportantes consiste à analyser la déstabilisation d’un lit sédimentaire initialement plat etrecouvrant totalement une canopée d’hémisphères immobiles. En début de la déstabilisation du lit,des dunes se forment et croissent, jusqu'à ce que leur volume devienne limité par l'apport initial desédiment. Des zones érodées apparaissent alors entre ces dunes, dans lesquelles on observe dusédiment protégé entre les hémisphères immobiles. Il apparaît alors que cette protection estdépendante de la dimension des zones érodées. Sur les temps longs et après évacuation desdunes en aval du canal, l'effet de protection des hémisphères immobiles sur le sédiment est misen avant, avec en particulier l'obtention d'une forte dépendance du taux d'érosion des grains enfonction du niveau de découvrement des hémisphères, un ralentissement soudain de l'érosionétant obtenu pour $P \sim 50 %. Ce changement de régime est expliqué en lien avec les résultatsde l’étude précédente sur les groupes d’hémisphères.
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Jermyn, Adam Sean. "Turbulence and transport in stars and planets." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/278021.

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In this dissertation I have argued that the study of stars and gaseous planets has relied too heavily on simplifying assumptions. In particular, I have demonstrated that the assumptions of spherical symmetry, thermal equilibrium, dynamical equilibrium and turbulent anisotropy all hide interesting phenomena which make a true difference to the structure and evolution of these bodies. To begin I developed new theoretical tools for probing these phenomena, starting with a new model of turbulent motion which accounts for many different sources of anisotropy. Building on this I studied rotating convection zones and determined scaling relations for the magnitude of differential rotation. In slowly-rotating systems the differential rotation is characterised by a power law with exponent of order unity, while in rapidly-rotating systems this exponent is strongly suppressed by the rotation. This provides a full characterisation of the magnitude of differential rotation in gaseous convection zones, and is in reasonable agreement with a wide array of simulations and observations. I then focused on the convection zones of rotating massive stars and found them to exhibit significantly anisotropic heat fluxes. This results in significant deviations from spherical symmetry and ultimately in qualitatively enhanced circulation currents in their envelopes. Accordingly, these stars ought to live much longer and have a different surface temperature. This potentially resolves several outstanding questions such as the anomalously slow evolution of stars on the giant branch, the dispersion in the observed properties of giant stars and the difficulty stellar modelling has to form massive binary black holes. In the same vein I examined the convection zones of bloated hot Jupiters and discovered a novel feedback mechanism between non-equilibrium tidal dissipation and the thermal structure of their upper envelopes. This mechanism stabilises shallow radiative zones against the convective instability, which would otherwise take over early on in the planet's formation as it proceeds to thermal equilibrium. Hence tidal dissipation is dramatically enhanced, which serves to inject significant quantities of heat into the upper layers of the planet and causes it to inflate. This mechanism can explain most of the observed population of inflated planets. Finally, I studied material mixing in the outer layers of accreting stars and developed a method for relating the observed surface chemistry to the bulk and accreting chemistries. This enables the direct inference of properties of circumstellar material and accretion rates for a wide variety of systems.
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Donnel, Peter. "Impurity transport in tokamak plasmas : gyrokinetic study of neoclassical and turbulent transport." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0485/document.

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La compréhension du transport d’impuretés dans les tokamaks est cruciale. En effet, les noyaux lourds ne sont que partiellement ionisés dans le cœur du plasma, ils peuvent alors fortement rayonner et entraîner une diminution importante de la qualité du plasma. Une accumulation des impuretés au cœur du plasma est souvent observée au sein des tokamaks. Cette accumulation est souvent attribuée à la physique néoclassique mais le transport turbulent pourrait bien dominer dans la zone de gradient dans ITER. Jusqu’à récemment, le calcul des flux néoclassique et turbulent étaient réalisés de façon distincte, supposant implicitement que les deux canaux de transport sont indépendants. On peut se demander si cette hypothèse est valide.En effet, des simulations obtenues avec le code gyrocinétique GYSELA ont montré l’existence d’une synergie entre transports néoclassique et turbulent dans le cas des impuretés et un mécanisme permettant sa compréhension a été trouvé.La turbulence peut générer des asymétries poloidales. Un travail analytique permet de prédire le niveau et la structure de la partie axisymétrique du potentiel électrique. Deux mécanismes sont à l’origine des asymétries poloidales du potentiel électrique: la compressibilité du flot et le ballonnement de la turbulence.Une nouvelle prédiction du flux d’impureté néoclassique en présence d’asymétries poloidales et d’anisotropie de la pression a été réalisée. Un bon accord a été trouvé entre la nouvelle prédiction et une simulation réalisée avec GYSELA pour laquelle la turbulence est à l’origine des asymétries poloidales et de l’anisotropie de la pression
Impurity transport is an issue of utmost importance for tokamaks. Indeed high-Z materials are only partially ionized in the plasma core, so that they can lead to prohibitive radiative losses even at low concentrations, and impact dramatically plasma performance and stability. On-axis accumulation of tungsten has been widely observed in tokamaks.While the very core impurity peaking is generally attributed to neoclassical effects, turbulent transport could well dominate in the gradient region at ITER relevant collisionality. Up to recently, first principles simulations of corresponding fluxes were performed with different dedicated codes, implicitly assuming that both transport channels are separable and therefore additive. The validity of this assumption is questionned. Simulations obtained with the gyrokinetic code GYSELA have shown clear evidences of a neoclassical-turbulence synergy for impurity transport and allowed the identification of a mechanism that underly this synergy.An analytical work allows to compute the level and the structure of the axisymmetric part of the electric potential knowing the turbulence intensity. Two mechanisms are found for the generation of poloidal asymmetries of the electric potential: flow compressibility and the ballooning of the turbulence. A new prediction for the neoclassical impurity flux in presence of large poloidal asymmetries and pressure anisotropies has been derived. A fair agreement has been found between the new theoretical prediction for neoclassical impurity flux and the results of a GYSELA simulation displaying large poloidal asymmetries and pressure anisotropies induced by the presence of turbulence
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Cohet, Romain. "Transport des rayons cosmiques en turbulence magnétohydrodynamique." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS051/document.

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Анотація:
Dans cette thèse, nous étudions les propriétés du transport de particules chargées de haute énergie dans des champs électromagnétiques turbulents.Ces champs ont été générés en utilisant le code magnétohydrodynamique (MHD) RAMSES, résolvant les équations de la MHD idéales compressibles. Nous avons développé un module pour générer la turbulence MHD, en utilisant une technique de forçage à grande échelle. Les propriétés des équations de la MHD font cascader l'énergie des grandes échelles vers les petites, développant un spectre en énergie suivant une loi de puissance, appelée zone inertielle. Nous avons développé un module permettant de calculer les trajectoires de particule chargée une fois le spectre turbulent établi. En injectant les particules à une énergie telle que l'inverse du rayon de Larmor des particules corresponde à un mode du spectre de Fourier dans la zone inertielle, nous avons cherché à mettre en évidence un effet systématique lié à la loi de puissance du spectre. Cette méthode a montré que le libre parcours moyen est indépendant de l'énergie des particules jusqu'à des valeurs de rayon de Larmor proches de l'échelle de cohérence de la turbulence. La dépendance du libre parcours moyen avec le nombre de Mach alfvénique des simulations MHD a également produit une loi de puissance.Nous avons également développé une technique pour mesurer l'effet de l'anisotropie de la turbulence MHD sur les propriétés du transport des rayons cosmiques, au travers le calcul de champs magnétiques locaux. Cette étude nous a montré un effet sur coefficient de diffusion angulaire, accréditant l'hypothèse que les particules sont plus sensible aux variations de petites échelles
In this thesis, we study the transport properties of high energy charged particles in turbulent electromagnetic fields.These fields were generated by using the magnetohydrodynamic (MHD) code RAMSES, which solve the compressible ideal MHD equations. We have developed a module for generating the MHD turbulence, by using a large scale forcing technique. The MHD equations induce a cascading of the energy from large scales to small ones, developing an energy spectrum which follows a power law, called the inertial range.We have developed a module for computing the charged particle trajectories once the turbulent spectrum is established. By injecting the particles to energy such as the inverse of the particle Larmor radius corresponds to a mode in the inertial range of the Fourier spectrum, we have highlighted systematic effects related to the power law spectrum. This method showed that the mean free path is independent of the particules energy until the Larmor radius takes values close to the turbulence coherence scale. The dependence of the mean free path with the alfvénic Mach number produced a power law.We have also developed a technique to measure the anisotropy effect of the MHD turbulence in the cosmic rays transport properties through the calculation of local magnetic fields. This study has shown an effect on the pitch angle scattering coefficient, which confirmed the assumption that the particles are more sensitive to changes in small scales fluctuations
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黎敦楠 and Tun-nam Lai. "Turbulent transport of airborne pollutant near a low hill." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2002. http://hub.hku.hk/bib/B31227491.

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Teaca, Bogdan. "Numerical simulations of transport processes in magnetohydrodynamic turbulence." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2010. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210082.

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Анотація:
Le couplage important entre les différentes échelles d’un écoulement est une des caractéristiques prin-cipales des turbulences. Cela est exprimé mathématiquement par les termes non linéaires présents dans les équations d’équilibre de l’écoulement, dominants en dynamique turbulente. En magnétohy-drodynamique (MHD), la force de Lorentz influe sur l’équation de conservation de l’impulsion et le nombre de termes non linéaires passe à quatre au lieu d’un seul pour un fluide non conducteur.

L’objectif principal de cette thèse est d’analyser le transport d’énergie inter-échelles en utilisant une simulation numérique directe d’un écoulement turbulent MHD. Les propriétés de localité du transport de l’énergie entre les échelles pour un écoulement anisotropique ou isotropique, généré par la présence d’un champ magnétique constant, sont renforcées. Un objectif secondaire est d’établir un cadre de travail pour l’étude du transport de particules test chargées dans un champ électromagnétique turbu-lent, i.e. généré par le mouvement d’un fluide conducteur, qui possède des structures à plusieurs ordres de grandeur. La structure de la thèse est présentée ci-dessous.

Dans la première partie, composée des deux premiers chapitres, l’auteur présente les notions de turbu-lences, aussi bien hydrodynamiques que MHD. Ces deux chapitres sont des synthèses.

La deuxième partie est la principale source de nouveaux résultats. Le chapitre 3 présente les méthodes numériques pour la résolution des équations, les méthodes pseudo-spectrales. Un nouveau type de force est introduit, imposant un niveau de dissipation pour tous les invariants. Dans le chapitre 4, il est effectué une analyse du transfert d'énergie entre ordres de grandeur pour les turbulences MHD. Pour explorer ces transferts d'énergie, le domaine spectral est décomposé en une série de coques de même nombre d'onde. Le transfert moyen d'énergie entre ces coques est analysé. Les transferts d'énergie s'avèrent être surtout locaux en ordre de grandeur, alors qu'une contribution non locale existe due à la force. En présence d'un champ magnétique, l'écoulement développe une direction préférentielle, une anisotropie, où une idée nouvelle de décomposition de l'espace spectral en structures annulaires est présentée. Utilisant cette décomposition annulaire on trouve que le transfert entre anneaux est local, surtout dans les anneaux de direction perpendiculaire au champ magnétique. Pour les turbulences isotropiques, dans le chapitre 5, la localité des flux d'énergie est explorée par le biais de fonctions de localité. Dans le cas de la turbulence MHD, nous avons un comportement non local plus prononcé.

La dernière partie, les chapitres 6 et 7, présente le formalisme de suivi des trajectoires de particules chargées évoluant dans un champ électromagnétique turbulent. L'influence de la méthode d'interpola-tion du solveur de particules est étudiée avant la présentation des concepts liés au transport de particu-les et aux régimes de diffusion. L'adiabatisme du mouvement des particules chargées est discuté et le transport de particules chargées dans un champ magnétique turbulent est montré en exemple.


Doctorat en sciences, Spécialisation physique
info:eu-repo/semantics/nonPublished

Книги з теми "Turbulence transport":

1

Sadayoshi, Tō, ed. Turbulence and transport phenomena. [Kyoto]: Kyōto Daigaku Sūri Kaiseki Kenkyūjo, 2007.

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Lyn, Dennis A. Turbulence and turbulent transport in sediment-laden open-channel flows. Pasadena, Calif: California Institute of Technology, Division of Engineering and Applied Science, W.M. Keck Laboratory of Hydraulics and Water Resources, 1986.

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Benocci, C. Modelling of turbulent heat transport - a state-of-the-art. Rhode Saint Genese, Belgium: von Karman Institute for Fluid Dynamics, 1991.

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Rubinstein, Robert. Transport coefficients in weakly compressible turbulence. Hampton, Va: National Aeronautics Space Administration, Langley Research Center, 1996.

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Lesieur, Marcel. Turbulence in fluids. 3rd ed. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1997.

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7

Lesieur, Marcel. Turbulence in fluids. Dordrecht: Kluwer, 1997.

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Tardu, Sedat. Transport and Coherent Structures in Wall Turbulence. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2014. http://dx.doi.org/10.1002/9781118576663.

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J, Clifford N., French J. R, and Hardisty J. 1955-, eds. Turbulence: Perspectives on flow and sediment transport. Chichester: Wiley, 1993.

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S, Potgieter M., COSPAR Scientific Assembly, and COSPAR Scientific Commission D, eds. Heliospheric cosmic ray transport, modulation and turbulence. Kidlington, Oxford: Published for the Committee on Space Research [by] Elsevier, 2005.

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Частини книг з теми "Turbulence transport":

1

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Chien, Ning, and Zhaohui Wan. "Turbulence." In Mechanics of Sediment Transport, 115–52. Reston, VA: American Society of Civil Engineers, 1999. http://dx.doi.org/10.1061/9780784404003.ch04.

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Tsinober, Arkady. "Nonlocality in Turbulence." In Sedimentation and Sediment Transport, 11–22. Dordrecht: Springer Netherlands, 2003. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-017-0347-5_2.

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Jovanović, Jovan. "Turbulent transport." In The Statistical Dynamics of Turbulence, 109–19. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2004. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-10411-8_5.

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Miyamoto, Kenro. "Plasma Transport by Turbulence." In Plasma Physics for Controlled Fusion, 285–325. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2016. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-49781-4_13.

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Yokoi, Nobumitsu. "Turbulence, Transport and Reconnection." In Topics in Magnetohydrodynamic Topology, Reconnection and Stability Theory, 177–265. Cham: Springer International Publishing, 2019. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-16343-3_6.

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7

Tardu, Sedat. "Transport Phenomena in Wall Turbulence." In Transport and Coherent Structures in Wall Turbulence, 55–128. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2014. http://dx.doi.org/10.1002/9781118576663.ch2.

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Bakunin, Oleg G. "Two-Dimensional Turbulence and Transport." In Chaotic Flows, 249–64. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2011. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-20350-3_15.

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Clercx, Herman J. H. "Transport Phenomena in Rotating Turbulence." In Mixing and Dispersion in Flows Dominated by Rotation and Buoyancy, 181–218. Cham: Springer International Publishing, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-66887-1_7.

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Woyczyński, Wojbor A. "Passive tracer transport in Burgers' and related flows." In Burgers-KPZ Turbulence, 203–70. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998. http://dx.doi.org/10.1007/bfb0093114.

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Тези доповідей конференцій з теми "Turbulence transport":

1

Caldas, I. L., F. A. Marcus, A. M. Batista, R. L. Viana, S. R. Lopes, M. V. A. P. Heller, Z. O. Guimarães-Filho, P. J. Morrison, and W. Horton. "Turbulence Induced Transport in Tokamaks." In PLASMA AND FUSION SCIENCE: 16th IAEA Technical Meeting on Research using Small Fusion Devices; XI Latin American Workshop on Plasma Physics. AIP, 2006. http://dx.doi.org/10.1063/1.2405962.

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2

Horton, W., J. H. Kim, E. Asp, T. Hoang, T. H. Watanabe, H. Sugama, and Sadruddin Benkadda. "Drift Wave Turbulence." In TURBULENT TRANSPORT IN FUSION PLASMAS: First ITER International Summer School. AIP, 2008. http://dx.doi.org/10.1063/1.2939032.

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Bieber, John W., and William H. Matthaeus. "Particle transport from a turbulence perspective." In Particle acceleration in cosmic plasmas. AIP, 1992. http://dx.doi.org/10.1063/1.42760.

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Truong, H. V., John Craig Wells, and Gretar Tryggvason. "TURBULENCE SIMULATION FOR BEDLOAD SEDIMENT TRANSPORT." In Sixth International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena. Connecticut: Begellhouse, 2009. http://dx.doi.org/10.1615/tsfp6.1380.

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Garbet, X., and Sadruddin Benkadda. "Turbulence scaling laws and transport models." In TURBULENT TRANSPORT IN FUSION PLASMAS: First ITER International Summer School. AIP, 2008. http://dx.doi.org/10.1063/1.2939038.

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Ayed, H., J. Chahed, and V. Roig. "First and second order modelling of turbulent scalar transport in homogeneous turbulence." In Turbulence, Heat and Mass Transfer 5. Proceedings of the International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer. New York: Begellhouse, 2006. http://dx.doi.org/10.1615/ichmt.2006.turbulheatmasstransf.730.

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Yan, Huirong, and Alex Lazarian. "Perpendicular transport of cosmic rays in turbulence." In 2012 IEEE 39th International Conference on Plasma Sciences (ICOPS). IEEE, 2012. http://dx.doi.org/10.1109/plasma.2012.6383522.

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Banerjee, Sanjoy. "TURBULENCE STRUCTURE AND TRANSPORT MECHANISMS AT INTERFACES." In International Heat Transfer Conference 9. Connecticut: Begellhouse, 1990. http://dx.doi.org/10.1615/ihtc9.2030.

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Kahre, L. E., N. N. Jetha, and G. P. Zank. "Investigation of turbulence transport in the heliosphere." In SOLAR WIND 13: Proceedings of the Thirteenth International Solar Wind Conference. AIP, 2013. http://dx.doi.org/10.1063/1.4811022.

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Lee, W. W., S. Ethier, R. Ganesh, R. Kolesnokov, W. X. Wang, Olivier Sauter, Xavier Garbet, and Elio Sindoni. "Multiscale Turbulence Simulation and Steady State Transport." In THEORY OF FUSION PLASMAS. AIP, 2008. http://dx.doi.org/10.1063/1.3033697.

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Звіти організацій з теми "Turbulence transport":

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Linn, R. R., T. T. Clark, F. H. Harlow, and L. Turner. Turbulence transport with nonlocal interactions. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), March 1998. http://dx.doi.org/10.2172/645494.

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Besnard, D., F. Harlow, R. Rauenzahn, and C. Zemach. Spectral transport model for turbulence. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), July 1990. http://dx.doi.org/10.2172/6807135.

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Guttenfelder, W., S. M. Kaye, W. M. Nevins, E. Wang, R. E. Bell, G. W. Hammett, B. P. LeBlanc, and D. R. Mikkelsen. Electromagnetic Transport From Microtearing Mode Turbulence. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), March 2011. http://dx.doi.org/10.2172/1010969.

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Spragins, Cisse White. Electrostatic turbulence and transport in the RFP edge. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), May 1992. http://dx.doi.org/10.2172/10148846.

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Spragins, C. W. Electrostatic turbulence and transport in the RFP edge. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), May 1992. http://dx.doi.org/10.2172/5187901.

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Diamond, Patrick H. Gyrokinetics Simulation of Energetic Particle Turbulence and Transport. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), September 2011. http://dx.doi.org/10.2172/1024908.

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Besnard, D., F. Harlow, R. Rauenzahn, and C. Zemach. Turbulence transport equations for variable-density turbulence and their relationship to two-field models. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), June 1992. http://dx.doi.org/10.2172/7271399.

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Cloutman, L. D. Compressible turbulence transport equations for generalized second order closure. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), May 1999. http://dx.doi.org/10.2172/9097.

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Prof. Sergi Krasheninnikov. Edge, Sol, and Diverter Plasma Turbulence and Macroscopic Transport. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), April 2005. http://dx.doi.org/10.2172/841026.

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T.S. Hahm, P.H. Diamond, Z. Lin, K. Itoh, and S.-I. Itoh. Turbulence Spreading into Linearly Stable Zone and Transport Scaling. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), October 2003. http://dx.doi.org/10.2172/820109.

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