数值模拟中粒子湍流热扩散的探测
太阳与恒星天体物理
2012-11-28 v5 地球与行星天体物理
大气与海洋物理
流体动力学
地球物理
摘要
通过直接数值模拟(DNS)发现了温度分层湍流中的湍流热扩散现象,该现象导致惯性粒子和非惯性粒子沿湍流热通量方向产生非扩散性湍流通量。在有无重力的模拟中,均发现该现象导致在斯托克斯数小于1时,粒子数密度在平均流体温度最小值附近出现峰值,其中斯托克斯数是粒子斯托克斯时间与粘性尺度下湍流科尔莫戈罗夫时间之比。湍流热扩散导致惯性粒子空间分布形成大尺度不均匀性。该效应的强度在斯托克斯数接近1时最大,并随斯托克斯数增大而再次减小。惯性粒子的动力学通过强迫温度分层湍流中的拉格朗日模型进行研究,而非惯性粒子和流体则使用欧拉框架下的DNS进行描述。
引用
@article{arxiv.1101.4188,
title = {Detection of turbulent thermal diffusion of particles in numerical simulations},
author = {N. E. L. Haugen and N. Kleeorin and I. Rogachevskii and A. Brandenburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.4188},
year = {2012}
}
备注
9 pages, 6 figures, REVTEX4-1, extended paper