热噪声在毫米尺度以下与湍流涨落竞争
流体动力学
2021-07-08 v1
摘要
湍流流动常伴随物理、化学与生物过程，如混合、两相流、燃烧乃至细菌和浮游幼虫的觅食，这些过程原则上在数微米尺度上已受热涨落影响。然而，湍流涨落开始被强烈阻尼的毫米尺度与流体平均自由程之间的巨大分离，通常被认为意味着热涨落在湍流耗散区间无关紧要。此处我们利用统计力学估计表明，在耗散区间内热涨落相较于湍流涡并不可以忽略。Sabra 壳模型的模拟显示，湍流间歇性爆发导致一个波动的长度尺度，低于该尺度热涨落变得重要：在从亚毫米尺度到平均自由程跨越三个数量级的长度范围内，热涨落与流体力学共存。我们的结果意味着，在远耗散区间建模湍流现象时不可忽略热涨落。
引用
@article{arxiv.2107.03184,
title = {Thermal noise competes with turbulent fluctuations below millimeter scales},
author = {Dmytro Bandak and Gregory L. Eyink and Alexei Mailybaev and Nigel Goldenfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03184},
year = {2021}
}