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湍流气粒流的动力学方程是否不适定?

流体动力学 2018-02-21 v2

摘要

本文关于气粒流动力学方程的适定性与可实现性,及其与广义朗之万模型(GLM)PDF方程的关系。先前的分析声称该动力学方程是不适定的,特别地,它具有倒向热方程的性质,因此其解将随时间演化展现出有限时间奇异性。我们表明,导出此结论的分析从根本上是不正确的,因为它忽略了动力学方程中相空间变量之间的耦合,以及相空间扩散张量的时间和粒子惯性依赖性。这贡献了一个额外的 +ve+ve 扩散,它总是压倒来自与该相空间扩散张量某一主轴方向色散相关的 ve-ve 扩散的贡献。这一点通过沿该主轴对这些 +ve+veve-ve 贡献到粒子扩散系数的解析解的数值评估得到证实。我们还考察了先前研究中做出的其他错误主张和假设,那些研究展示了 GLM PDF 方法相对于动力学方法表面上的优越性。在此过程中,我们提请注意 GLM 方法的局限性,这些研究忽略或未恰当考虑这些局限性,以便对两种 PDF 方法的益处给出更平衡的评价。

关键词

引用

@article{arxiv.1705.01500,
  title  = {Is the kinetic equation for turbulent gas-particle flows ill-posed?},
  author = {M. W. Reeks and D. C. Swailes and A. D. Bragg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.01500},
  year   = {2018}
}