化学反应气态混合物的湍流扩散
流体动力学
2014-11-19 v2 地球与行星天体物理
摘要
我们研究了充分发展湍流中化学反应气态混合物的湍流扩散。在我们之前的研究[Phys. Rev. Lett. 80, 69 (1998)]中，使用时间δ相关的随机速度场的路径积分方法，我们证明了在具有化学反应或相变的流体流动中湍流输运的强烈修正。在本研究中，我们使用谱tau近似（适用于大雷诺数和佩克莱数），并表明反应物质的湍流扩散可以被一个大的因子——湍流时间与化学时间之比（湍流Damköhler数）——强烈削弱。我们证明了推导出的湍流扩散系数与湍流Damköhler数的理论依赖关系与先前在湍流中传播的反应锋面的数值模拟（由Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov-Fisher方程描述）得到的结果吻合良好。我们发现湍流交叉效应，例如气态混合物的湍流互扩散和化学反应气态混合物的湍流Dufour效应，对化学计量系数的值不太敏感。湍流交叉效应的机制与不可逆热力学中已知的分子交叉效应不同。在充分发展的湍流和大佩克莱数下，湍流交叉效应远大于分子交叉效应。所得结果也适用于异质相变。
引用
@article{arxiv.1406.0021,
title = {Turbulent diffusion of chemically reacting gaseous admixtures},
author = {Tov Elperin and Nathan Kleeorin and Michael Liberman and Igor Rogachevskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.0021},
year = {2014}
}
备注
10 pages, 1 figures, REVTEX4-1, revised version