二维随机激波引起的活跃标量混合

在本工作中，我们通过随机生成的激波的搅拌作用，研究了二维空间中活跃标量的混合。我们利用直接数值模拟（DNS）研究激波与两种非反应性组分的相互作用，分析不同阿特伍德数（At）下的混合动力学。与被动标量不同，活跃标量中密度梯度的存在使组分扩散呈现非线性，在浓度演化方程中引入浓度梯度驱动项和密度梯度驱动的非线性耗散项。我们表明，浓度梯度的方向导致分子扩散发生的界面向外或向内扩展，即使没有任何搅拌作用也是如此。激波通过增加界面周长和维持浓度梯度来增强混合过程。由于所谓的非线性耗散项，负阿特伍德数混合物比正阿特伍德数混合物在更长时间内维持浓度梯度。我们估计搅拌作用在分子混合之上占主导地位的时间。我们还强调了斜压性在搅拌主导区域中增加界面周长的作用。我们比较了激波对被动标量和活跃标量混合的搅拌效应，并表明斜压性产生的涡量负责活跃标量情况下的界面折叠与拉伸。我们最后表明，具有更密集非均匀性的较轻混合物（At < 0）比具有较轻非均匀性的较密混合物（At > 0）需要更长时间才能均匀化。