湍流中小惯性粒子轨迹上的受限欧拉动力学
流体动力学
2017-04-05 v1
摘要
湍流中小粒子的命运强烈依赖于周围流体的速度梯度特性，如旋转和应变率。对于非惯性（流体）粒子，受限欧拉模型提供了流体湍流中速度梯度拉格朗日演化的一个简单的低维动力系统表示，至少在短期内如此。本文我们推导了一个新的受限欧拉动力系统，用于描述惯性粒子（如气体中的固体颗粒或湍流液体流中的液滴和气泡）的速度梯度演化。该模型在小（亚 Kolmogorov 尺度）粒子和低斯托克斯数的极限下推导。该系统展现出有趣的固定点、稳定性和不变性质。与直接数值模拟数据的比较表明，该模型预测了真实的趋势，例如沿重粒子轨迹应变相对于旋转增强的趋势，以及对于气泡等轻粒子，应变率自拉伸减弱的趋势。
引用
@article{arxiv.1608.02464,
title = {Restricted Euler dynamics along trajectories of small inertial particles in turbulence},
author = {Perry L. Johnson and Charles Meneveau},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.02464},
year = {2017}
}