弱随机介质中惠更斯波前加速的标度律
经典物理
2007-11-27 v3 混沌动力学
摘要
由惠更斯原理描述的波前传播是性质或效应空间扩展的基本机制,出现在光学、声学、生态学和燃烧学中。如果由于介质的不均匀性或运动(如在湍流预混燃烧中),局部波前速度随机变化,则波前会起皱,其整体通过速率(湍流燃烧速度)会增加。这种加速的计算是微妙的,因为它涉及最小时间传播轨迹。这里我们在数学上证明,对于具有弱各向同性随机涨落的介质,在其空间结构的温和条件下,加速随涨落幅度的4/3次幂标度。这一结果验证了先前的猜想,同时澄清了其适用范围,是通过将传播问题归结为具有时间白噪声强迫的无粘Burgers方程而获得的。因此,Burgers方程的场论分析对随机介质中的波前具有重要含义,甚至超出了弱涨落极限。
引用
@article{arxiv.physics/0702211,
title = {Scaling of Huygens-front speedup in weakly random media},
author = {Jackson R. Mayo and Alan R. Kerstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0702211},
year = {2007}
}
备注
7 pages, 3 figures, elsart5p. v2: additional discussion of Hamiltonian formalism; v3: clarification of transient behavior