基于流动运动学的混合限制反应中时间依赖有效弥散新模型
流体动力学
2022-10-05 v1
摘要
我们开发并应用了一种新的升尺度方法，为二维混合限制反应输运系统提供一维表示。此背景下升尺度模型的一个关键难点在于，该方法必须区分由空间变化速度场驱动的界面展宽，以及组分相互接触并反应的混合。我们的模型通过使用时间依赖的有效弥散项来捕捉由展宽引起的增强混合。该弥散的早期行为由流动运动学驱动，而在晚期达到类Taylor弥散的极限。此处早期行为使用极快（纯平流）的粒子追踪方法建模，而晚期效应由标度论证估算。模型中唯一的自由参数是渐近有效弥散。该量在少数情形中通过校准一维结果至参考二维结果确定。多数情形中，使用涉及系统变量无量纲组合的拟合来估算。双分子反应系统的数值结果采用能在高佩克莱特数下分辨锋面的伪谱方法生成。结果针对两类不同的二维速度场在广泛参数范围内给出。升尺度模型对转换因子给出了高度准确的结果，以及对反应发生空间分布的合理近似。该模型也被证明对非反应系统有效，此类情形的结果可用于校准步骤以节省计算成本。
引用
@article{arxiv.2202.09825,
title = {A new flow-kinematics-based model for time-dependent effective dispersion in mixing-limited reactions},
author = {Ricardo H. Deucher and Louis J. Durlofsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09825},
year = {2022}
}