周期流中的化学锋面传播：FKPP 与 G 方程对比

我们研究稳态周期流对无限通道域中化学锋面传播的影响。我们关注在分子扩散率小且反应快（大 Péclet 数和 Damköhler 数，$\mathrm{Pe}$ 和 $\mathrm{Da}$）极限下 Fisher–Kolmogorov–Petrovskii–Piskunov（FKPP）型模型中出现的尖锐锋面，以及其由 G 方程给出的启发式近似。我们引入了一个变分表述，在 FKPP 与 G 方程之间约束不同的条件下，将两种锋面速度表示为使穿越流周期的行进时间极小的周期轨迹。该表述表明 FKPP 锋面速度大于或等于 G 方程锋面速度。我们针对实验中采用的一类胞状涡旋流研究了两种锋面速度。利用该变分表述的数值实现，我们表明在广泛参数范围内两种锋面速度差异不大。然而，当强平均流阻碍锋面传播时会出现巨大差异；特别地，我们确定了一组参数范围，其中 FKPP 锋面可逆流传播而 G 锋面不能。我们针对 $\mathrm{Da}\ll \mathrm{Pe}$ 与 $\mathrm{Da}\gg \mathrm{Pe}$ 导出的闭式表达式验证了我们的计算。