基于反应类比的不可压缩标量湍流强迫方法
流体动力学
2019-03-01 v2
摘要
我们提出一种新颖的基于反应类比（RA）的强迫方法，用于在不可压缩湍流中生成平稳标量场。与现有方法相比，新方法能产生更一般的标量概率密度函数（例如双德尔塔函数），同时确保标量场保持有界。这些特征对于在非预混燃烧中生成初始场或研究非高斯标量湍流很有用。RA 方法在数学上模拟将混合态中的反应物转化回其纯未混合组分的假想化学反应。我们构建了多种类型的化学反应并推导了相应的数学表达式，使得反应项在标量空间中光滑且符合质量守恒。对于较大的标量耗散率，该方法产生统计平稳的双德尔塔标量概率密度函数。对于较小的标量耗散率，可恢复准均匀、高斯和拉伸指数标量统计。标量概率密度函数的形状可通过改变反应的化学计量系数进一步控制。我们还通过探索三阶混合结构函数向“四分之三”Yaglom 定律的收敛性，研究了该方法产生具有准高斯概率密度函数的充分发展被动标量场的能力。
引用
@article{arxiv.1805.11413,
title = {Reaction analogy based forcing for incompressible scalar turbulence},
author = {Don Daniel and Daniel Livescu and Jaiyoung Ryu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.11413},
year = {2019}
}
备注
Published in Physical Review Fluids