湍流中粒子与气泡加速度的测量
流体动力学
2009-11-13 v1
摘要
我们利用扩展的激光多普勒技术，在高 Reynolds 数湍流中对单个粒子的速度进行光学追踪。粒子尺寸约为 Kolmogorov 尺度，时间分辨率为 30 微秒，足以解析流体运动的最快尺度。粒子被追踪的平均时长约为 10 个 Kolmogorov 时间尺度。我们解析了粒子运动的最快尺度并测量了粒子加速度。对于中性浮力粒子，我们的测量结果与 Cornell University 引入的硅条探测器技术 \cite{Voth,MordantCornell} 的性能相符。随后，我们将这一参考动力学与略重的固体粒子（密度 1.4）及空气气泡的动力学进行了比较。我们观察到加速度方差强烈依赖于粒子密度：气泡经历的加速度高于流体粒子，而较重粒子的加速度较低。我们发现，尽管空气气泡具有快得多的动力学特性，但归一化至方差的加速度概率分布函数非常接近。
引用
@article{arxiv.0708.3350,
title = {Measurement of particle and bubble accelerations in turbulence},
author = {Romain Volk and Nicolas Mordant and Gautier Verhille and Jean-François Pinton},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.3350},
year = {2009}
}
备注
4 pages