湍流平衡下化学反应速率及其方差

与麦克斯韦分布相反，在三级分子混沌假设下存在第二类平衡分布或湍流平衡，以取代玻尔兹曼的经典二元混沌。它表现为双峰麦克斯韦分布，各模态由宏观变量涨落的均方根的正负差异区分。使用湍流平衡计算的化学反应速率以闭合形式给出，解释了基于阿伦尼乌斯定律、严重低估燃烧速率的经典理论与实验之间的偏差。关键问题在于正确估计分布函数的高能尾，其在数量上虽少，但对高活化能反应起主要作用。它对温度中的湍流水平极其敏感，导致略亚临界分子越过势垒引发反应，恰如量子粒子因不确定性原理而发生隧穿效应。我们还计算了涨落湍流化学反应速率的方差，证实基于湍流平衡的相对方差较低，而其经典对应（阿伦尼乌斯）在路径上高得反常。在此基础上给出控制反应湍流气体的一组闭合方程。