湍流输送的非线性热力学性质

湍流输送是一种热力学不可逆过程，本文利用非线性热力学研究了湍流输送的特征.将热力学流对热力学力以平衡态作为参考态进行Taylor展开，可以得到湍流输送系数是系统宏观参量梯度的Taylor级数.线性湍流输送系数是Reynolds湍流闭合方案的K闭合湍流输送系数；而湍流输送系数非线性项则是系统偏离热力学平衡态所造成的热力学非线性效应.湍流输送系数这一热力学性质提供了一种热力学湍流闭合方案.线性湍流输送系数是正定的，湍流输送只能使系统宏观参量均匀化；而在远离平衡态的热力学非线性区，可能导致湍流输送系数负黏性现象.在最小熵产生态的条件下，热力学流对热力学力Taylor展开的各级系数间存在一种递推关系.利用这种递推关系大大减少了由实验确定的Taylor级数的系数个数.