湍流反应流系统中通过连续相变从混沌涌现有序
流体动力学
2024-07-02 v3 应用物理
摘要
随着雷诺数增大，层流流体流动变为湍流，与流动相关的时间和长度尺度范围增大。然而，在一个湍流反应流系统中，随着雷诺数增大，我们观察到声压涨落中单一主导时间尺度的涌现，这由其多重分形性的丧失所表明。这种从混沌涌现有序的现象引人入胜，且鲜有研究。我们在一个由火焰、声学和流体动力学子系统非线性相互作用构成的湍流反应流系统中进行实验。我们研究该系统时空域中声场与火焰之间短时相关动力学的演化。定义为相关动力学占比的序参量从零逐渐增大到一。我们发现序参量的磁化率、关联长度和关联时间在混沌与有序之间的临界点处发散。我们的结果表明，所观察到的从混沌涌现有序是一个连续相变。此外，我们提供实验证据，表明刻画该相变的临界指数属于有向渗流普适类。我们的研究展示了一个真实世界的复杂、非平衡湍流反应流系统如何在临界点附近表现出普适行为。
引用
@article{arxiv.2311.05331,
title = {Emergence of order from chaos through a continuous phase transition in a turbulent reactive flow system},
author = {Sivakumar Sudarsanan and Amitesh Roy and Induja Pavithran and Shruti Tandon and R. I. Sujith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05331},
year = {2024}
}