聚合物添加剂对瑞利-泰勒湍流的影响

通过Oldroyd-B粘弹性模型的直接数值模拟(DNS)，研究了聚合物添加剂对瑞利-泰勒系统湍流对流运动的作用。聚合物拉伸动力学绝热地遵循湍流混合层的自相似演化，并显示出对流动产生强反馈，从而引发聚合物拉伸的截断。粘弹性效应对流动混合特性的影响是双重的。在大尺度上混合显著增强（混合层增长率大于纯牛顿情况），而在小尺度上混合减弱（热羽流比牛顿情况更相干）。观察到的热羽流加速，以及温度场与垂直速度之间相关性的增加，共同导致了热输运的显著增强。我们的发现与聚合物诱导的下降和上升羽流之间减阻的情景一致，并进一步证明了在无边界层情况下减阻现象的发生。附录中报告了Fermi提出的用于混合层增长的弱非线性模型。