均匀二进制流体湍流中的普适能量级联：对不同 exact 关系的直接比较
流体动力学
2025-03-31 v1
摘要
在临界温度以下，湍流防止二元混合物的自发相分离，结果是在相被动止的状态，这一状态在科学和工业应用中具有重要意义。本工作是我们最初对其能量级联性质及其普适性（Pan 和 Banerjee, PRE, 2022）的广泛后续理论调查。除了此前推导的发散形式和 correlator 形式 exact 关系外，还在明确假设均匀性的条件下推导了 Banerjee-Galtier 类型发散自由形式的 exact 关系。通过进行最多 网格点的三维直接数值模拟，我们显示动能和主动能的和关联着类似 Kolmogorov 的普适级联，具有跨惯性尺度恒定流率。尽管各项 terms 之间存在偏差，但来自所有三个 exact 法则计算得到的级联率显示出卓越的一致性，从而确认了不同 exact 关系的等效性，从而证明了确定净级联率的可行性。值得注意的是，两个主要 flux 率的发散形式在域尺度处相互交叉，同时也作为小尺度主动能逆向级联的红外截止。这种行为基于相被动二进制流体的流动与表面动力学之间的相互作用进行现象学解释。
引用
@article{arxiv.2503.21926,
title = {Universal energy cascade in homogeneous binary fluid turbulence: A direct comparison of different exact relations},
author = {Nandita Pan and Supratik Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21926},
year = {2025}
}