强迫非均匀湍流中的湍流泳

我们通过直接数值模拟表明，在非均匀强迫的统计定常等温湍流中，重惯性颗粒（以斯托克斯数 $\St$ 表征）聚集于均方湍流速度的最小值处。两种湍流输运过程，湍流泳（turbophoresis）与湍流扩散，共同决定了颗粒的空间分布。若假定湍流扩散率随湍流均方根速度缩放，正如均匀湍流中的情形，则可计算湍流泳系数。事实上，基于上述假设，非量纲化的湍流泳系数与均方根速度之积在 $St$ 较小时随 $St$ 增大，在 $St\approx 10$ 处达到极大值，并在 $St$ 较大时以 $\sim St^{-0.33}$ 衰减。