二维尘埃气体湍流中的聚团与能谱

我们给出浸没于二维湍流（气体）中重惯性粒子（尘埃）的直接数值模拟（DNS）。尘埃建模为单分散重粒子，可通过双向耦合改变流动。通过改变斯托克斯数（St）和质量负载参数 $({\phi}_{\rm m})$，我们研究聚团现象与气相动能谱。我们发现尘埃-尘埃关联维数 $(d_2)$ 也依赖于 ${\phi}_{\rm m}$。特别地，聚团随质量负载 $({\phi}_{\rm m})$ 增大而减弱。在气体动能谱中我们展示：（i）出现新的标度区，（ii）该区中的标度指数并非唯一，而是 St 与 $({\phi}_{\rm m})$ 两者的函数。利用逐尺度涡量收支分析，我们表明在新标度区中，气体黏性耗散与来自尘埃的反作用相平衡。