密度阶跃对应变流搅拌特性的影响

通过考虑一个将具有不同恒定密度的两个区域分隔开的界面在驻点流中保持稳定的问题，本文探讨了陡峭密度梯度对应变流搅拌特性的影响。二维不可压缩流场解析解的存在使得能够精确推导速度梯度张量及描述局部流拓扑的参数。搅拌特性不仅受界面处的涡量产生和应变强度跃变的影响，还受到由压力 Hessian 各向异性导致的应变主轴旋转的影响。应变持续参数衡量了应变与有效旋转（涡量加应变基的旋转速率）的相对效应，揭示出一种复杂结构。特别是，对于大密度比值，它表明在越过界面后的一个受限区域内有效旋转占主导。相比之下，由 Okubo-Weiss 参数导出的流结构信息则不够详细。密度阶跃对搅拌特性的影响通过被动标量梯度的 Lagrange 演化进行评估。即使对于中等密度比值，标量梯度的对齐及其范数的增长率也发生了深刻改变。越过界面后，有效旋转确实驱动标量梯度与由局部应变持续参数确定的方向对齐，偏离了压缩应变方向。然而，界面处应变强度的跃变抵消了后一机制对标量梯度范数增长率的减弱效应，并促进了梯度的上升。