随机流中平流粒子的碰撞
混沌动力学
2009-11-13 v1
摘要
我们考虑流体中平流粒子的碰撞。正如 Smoluchowski [Z. f. physik. Chemie XCII, 129-168, (1917)] 所指出的，流体的宏观运动可以显著增强悬浮粒子之间的碰撞频率。Saffman 和 Turner [J. Fluid Mech. 1, 16-30, (1956)] 利用这一效应估算了湍流雨云中微小水滴的碰撞率，其中宏观运动由湍流引起。在此，我们表明 Saffman-Turner 理论是不令人满意的，因为它仅描述了初始瞬态过程。失败的原因在于，粒子附近的局部流动被当作稳态双曲流动处理，而实际上它必须是涨落的。我们推导了快速涨落随机流中悬浮粒子的稳态碰撞率的精确表达式，并计算了趋近该稳态的过程。对于不可压缩流动，Saffman-Turner 表达式是一个上界。
引用
@article{arxiv.0801.2927,
title = {Collisions of particles advected in random flows},
author = {K. Gustavsson and B. Mehlig and M. Wilkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.2927},
year = {2009}
}
备注
24 pages, 3 figures