有限密度惯性粒子的焦散

估计碰撞率在含粒子流中至关重要。一种经济有效的方法是直接通过追踪单个粒子邻域内的粒子速度梯度来识别焦散或极端聚集的发生。本工作的目标有两个。(i) 我们寻找在点涡流和二维湍流中焦散形成的条件。虽然已知焦散在应变区域形成，但我们表明应变的类型是关键。粒子必须在整个过程中保持在压缩应变中才能形成焦散，而幸存粒子——它们经历了高应变但未形成焦散——在过程的早期会短暂地经历拉伸应变。这使得幸存粒子能够获得显著更直的路径并移动得更快，而焦散粒子则遵循高曲率路径且移动得更慢。因此，焦散粒子在高应变区域停留的时间比幸存粒子更长。(ii) 我们探讨有限粒子密度的影响，即粒子密度大于背景流体的情况。我们表明，有限密度粒子需要比无限密度粒子采样更强的背景应变才能触发焦散，但我们的其他发现对于不同粒子密度是普适的。