可压缩流动中的标量输运

研究可压缩流动中标量场的输运。通过多尺度技术推导了相对于输运尺度较大的能量场的有效方程。当流动的矢量场的旋度分量和势分量均不为零时，即便其平均值为零，仍会发生球形输运。有效球形速度 $V_b$ 的计算化简为求解一个辅助方程。在某些特殊情况下（即仅依赖单个坐标、以短相关时间为随机、或略可压缩的细胞流），可推导出 $V_b$ 的解析表达式。当流动的矢量场为不可压缩或势场且时间独立时，有效平均速度 $V_b$ 为零。对于一般可压缩流动，若满足各向同性和/或奇偶性不变性，则不存在球形输运。当 $V_b$ 为零（或在速度 $V_b$ 的参考系中），则发生标准扩散。已知不可压缩流动总是增强扩散。相反，我们指出时间独立的势流会导致扩散减弱。由于势阱的捕获效应导致此减弱。对于时间依赖的势流或一般可压缩流，输运速率取决于速度场的细节结构而增强或减弱。