由磁粒子均匀强迫的湍流流体内的耗散功率

我们报道了利用一种新强迫技术在小尺度上均匀强迫的湍流流体内全局耗散功率的测量。该强迫通过在交变磁场中使用磁粒子在流体内于时间和空间上均为随机。通过测量流体温度的增长率，我们展示了耗散功率如何由外部控制参数（磁场及粒子数 N）支配。实验发现平均耗散功率与这些参数呈线性标度，与磁注入功率标度预期一致。这些实验结果可由简单标度论证很好描述，表明能量耗散主要源于粒子在流体内的黏性湍流摩擦以及碰撞的非弹性。最后，通过测量粒子碰撞统计，我们还表明粒子速度独立于 N，且仅由磁“恒温器”固定。