粉雪 avalanch 中的内部流动结构的首次直接观测：湍流、不稳定性与颗粒分布
地球物理
2026-03-31 v1 流体动力学
摘要
粉雪 avalanch 是高度动态的、多相的重力驱动流动，通常由由密集基底层覆以悬浮于湍流空相中的飞扬层组成。尽管相关系统如火山密度流和浑浊流进行了广泛研究，但所有重力流社区都面临一个根本性限制：缺乏直接、高分辨率的粒子尺度现场数据。本文报告了第一次直接光学观察自然粉雪 avalanch 中飞扬层中 individual particle motion，使用高速成像技术。将流动划分为三个区域：初始短暂的活跃浪涌、高度动态的悬浮阶段以及最终的尾流。在这些阶段之间，我们量化了流动速度和湍流特征，包括积分尺度，并将图像强度用作颗粒浓度的代理。我们识别出超过湍流积分尺度的波动，并使用线性稳定性分析将其与凯尔文-霍尔茨类型剪切不稳定性相关联。观察到的聚类行为、分层以及颗粒从流动中脱离的现象，标志着从以高湍动活跃性为特征的不稳定悬浮层向以被动雪粒沉降为主导的稳定层的过渡。这些发现为空中 avalanch 层的湍流与不稳定性动力学提供了首个经验约束，并对数值 avalanch 模型以及多相重力流动仿真中的闭合方案具有直接意义。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.28144,
title = {First Direct Observations of Internal Flow Structures in a Powder Snow Avalanche: Turbulence, Instability and Particle Distribution},
author = {Ivan Calic and Filippo Coletti and Betty Sovilla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.28144},
year = {2026}
}