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湍流混合的拉格朗日研究:各向同性湍流中分子轨迹的向前和向后分散。 (英语) Zbl 1461.76231号

小结:湍流中通过布朗运动扩散的分子轨迹的统计数据是从稳态各向同性湍流的模拟中提取的,使用的后处理方法适用于正向和反向参考系。在泰勒尺度雷诺数高达1000时,获得了从0.001到1000的施密特数(Sc)的详细结果。单分子位移的统计数据与早期的理论工作相比较P.G.萨夫曼《流体力学杂志》8,273–283(1960;Zbl 0097.41501号)]除了遵循分子轨迹的流体速度的积分时间标度的标度之外。对于分子对,我们将Saffman的理论扩展到包括较小但有限的初始分离对,这与数值结果非常一致,前提是数据收集的时间足够短。在中间时间,分子对的分离统计显示出比流体粒子更稳健的Richardson标度行为。正向标度常数非常接近于0.55,而反向标度常数约为1.53–1.57,对施密特数的依赖性较弱,尽管在目前可获得的雷诺数下不存在标度。这项工作的一个重要创新是明确证明了湍流混合的拉格朗日描述的实用性,其中,在小向后初始分离极限内的分子位移和分离可用于计算空间中已知源函数引起的标量涨落的演化。对于均匀平均梯度驱动的被动标量,标量涨落的产生率和耗散率的拉格朗日计算与欧拉结果非常吻合。虽然欧拉-拉格朗日比较仅针对Sc~O(1),但拉格朗基方法更容易扩展到很低和很高的施密特数。众所周知的标量耗散异常也相应地在拉格朗日上下文中处理。

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76层25 湍流输送、混合
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