高雷诺数湍流中吊环事件的定量预测
摘要：渦流場での気泡の衝突成長は、温かい雲中で生じるものであり、乱流によって大幅に促進されることが知られている。粒子の衝突が起こるかどうかは、特に非常に間欠的な小規模な乱流構造との遭遇に依存し、その稀な存在にもかかわらず、全体の衝突速度に優位性を持つ。直感的には、強い渦は慣性粒子の投射物として機能し、多くの粒子の流れが大きな速度で交差する場所を生み出す可能性がある。本研究では、粒子経路に沿った速度勾配履歴に基づいたスリングイベントの定量的な基準を開発する。理論とシミュレーションの組み合わせによって、この問題が凝縮物理学で遭遇するような1次元の局在問題に帰着することを実証する。この帰着によって、スリングの生成は速度勾配テンソルの最小の負の固有値に完全に制御されることが示される。完全に解決した乱流シミュレーションを使用して、予測を確認し、ストークス数とレイノルズ数の依存性を研究する。また、雲で重要なパラメータ範囲への外挿についても議論し、高いレイノルズ数では小さいストークス数のスリングイベントが大幅に増加することを示す。
作者：Tobias B"atge, Itzhak Fouxon, and Michael Wilczek
论文ID：2208.05384
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-16