粒子运动中的随机与准相干特征及其对输运与湍流演化的影响

从测试粒子轨迹出发，分析了二维不可压缩湍流中的准相干效应。当随机势具有缓慢时间变化且运动未受强扰动时，它们可获得相干特征。在这些条件下，轨迹是大跳跃与捕获或涡流事件的随机序列。捕获决定了准相干轨迹结构，其具有微约束效应，并反映在输运系数中。它们决定了非高斯统计与关联于平均流速的流。轨迹结构也影响湍流等离子体上的测试模。在均匀磁场中的漂移湍流中发现了非线性阻尼与带状流模的生成。测试粒子与测试模研究的耦合使得能以迭代方法评估漂移湍流的自洽演化。结果显示了离子扩散的重要非线性效应，其能在不稳定性小驱动下阻止向非线性区的转变。在较大驱动下，准相干轨迹结构出现，并对湍流有复杂影响。