随机流与湍流中小轴对称粒子的翻滚
流体动力学
2015-06-15 v3
摘要
我们分析了随机流和湍流中小尺寸非球形轴对称粒子的翻滚现象。我们利用 Kubo 数的微扰展开计算了取向动力学，并根据拉格朗日相关函数获得了翻滚速率。这些函数捕捉了流体梯度的优先采样，进而可能导致圆盘状粒子与棒状粒子翻滚速率的差异。我们表明，在高斯随机流中这是一种弱效应。但在湍流中，持久的高涡度区域导致圆盘状粒子的翻滚速度远快于棒状粒子，这与直接数值模拟 [Parsa et al., Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 134501] 的观测结果一致。对于较大粒子（在有限 Stokes 数下），由于旋转焦散的形成，旋转惯性和平移惯性会影响翻滚速率以及粒子碰撞的角度。
引用
@article{arxiv.1305.1822,
title = {Tumbling of small axisymmetric particles in random and turbulent flows},
author = {K. Gustavsson and J. Einarsson and B. Mehlig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.1822},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 3 figures, revised version, as published