温度场湍流输运中的可压缩性效应

本文采用针对小佩克莱特数(Péclet numbers)的准线性方法以及针对大佩克莱特数的谱$\tau$方法，研究了温度场湍流输运中的可压缩性效应。流体流动的可压缩性降低了平均温度场的湍流扩散率，这与对粒子数密度和磁场的情形类似。然而，可压缩湍流中平均温度场的湍流扩散系数表达式不同于平均粒子数密度和平均磁场的表达式。可压缩性与湍流非均匀性的联合效应由于湍流抽运导致在速度涨落更剧烈的区域平均温度升高。形式上，该效应类似于先前在非惯性粒子或气体混合物中发现的压缩湍流电泳现象[J. Plasma Phys. {\bf 84}, 735840502 (2018)]。平均流体压力梯度导致平均温度场的附加湍流抽运。后一效应类似于粒子和气体混合物的湍流压力扩散。流体流动的可压缩性还由于平均温度场方程中附加的汇项而引起对周围流体的湍流冷却。对于粒子不存在该效应的类似情形。