湍流中粒子与气泡团簇的维数与形态
混沌动力学
2015-05-13 v2 流体动力学
摘要
我们开展数值实验，以研究均匀各向同性湍流模拟中粒子和气泡的空间团簇现象。通过改变斯托克斯参数和密度，可观察到粒子团簇的显著差异。为了量化这些视觉发现，我们使用了 Kaplan-Yorke 维数。这种局部标度分析显示，轻气泡分布的维数约为 1.4，而极重粒子的分布维数约为 2.4。然而，明显不同的参数组合却产生了相同的维数。为了克服这种简并性并进一步理解团簇机制，我们对粒子分布进行了形态学（几何与拓扑）分析。在此类分析中，Minkowski 泛函已成功应用于宇宙学，以量化星系大尺度分布的全局几何与拓扑。在分散多相流的背景下，这些作为形态学序参量的 Minkowski 泛函使我们能够区分轻粒子分布的纤维状结构与重粒子围绕空连通隧道形成的壁状分布。
引用
@article{arxiv.0710.1705,
title = {Dimensionality and morphology of particle and bubble clusters in turbulent flow},
author = {Enrico Calzavarini and Martin Kerscher and Detlef Lohse and Federico Toschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:0710.1705},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 8 figures