围绕边界层流动中惯性粒子沉降对滑移速度统计的影响

developing 用于湍流中固体颗粒输运的简化模型，通常需要对粒子-湍流相互作用的统计描述。本文运用统计框架推导了惯性沉降拉格朗日粒子在湍流边界层中滑移速度矩的连续方程。通过耦合的欧拉-拉格朗日直接数值模拟，我们识别了控制滑移速度方差的主导机制，发现对于一定范围的 St+, Sv+, 和 Re 来说，滑移方差主要受“看见”方差与粒子速度方差之间的局部差异控制，而由于湍流不均匀性导致的项在 Sv+ 较大时才次要。我们还考虑了几种比较指标来评估波动滑移速度与平均滑移速度的相对大小，发现垂直平均滑移随 Sv+ 快速增大，导致方差相对较小——这一效应在 Sv+>1 时最为显著。我们将结果与基于 Csanady (1963) 中描述的响应函数概念的加速度方差模型（Berk 和 Coletti, 2021）进行了比较，突出了越轨机制的作用。我们发现虽然在低 Sv+ 时有良好的一致性，但仍存在系统性误差，可能源于快速粒子沉降和非均匀湍流所导致的隐式非局域效应。我们以讨论此工作对大气表面层中粗糙尘埃输运建模的意义为结论。