近均匀密度可压缩自然对流的探究平台
流体动力学
2022-11-22 v1 混沌动力学
摘要
在理解可压缩对流基本普适特征的探索中，人们希望将压缩的真实后果与输运性质的空间变化分离开来。本工作中，我们考虑一种非常特殊的状态方程，其中熵仅依赖于密度，从而使得近等熵流体域近乎等容。在此类状态方程下，存在热绝热梯度，且可压缩对流的一个关键性质仍然保留，即其将所涉及热能的很大一部分（量级为恰名的耗散数）进行黏性耗散的能力。在一系列anelastic近似下，于无限普朗特数假设中，控制参数可减至两个：瑞利数与耗散数。该框架被提出作为可压缩对流的探究平台，为拓展关于Oberbeck-Boussinesq方程在稳定性、分岔或湍流热传输上界确定方面的庞大理论分析体系提供了契机。此处，在二维几何中，我们聚焦于随耗散数变化的上升与下降羽流结构、热通量对耗散数的依赖，以及耗散与对流热通量之比。对于量级为1的耗散数，在大瑞利数极限下，耗散与每一深度的熵热通量相关联，从而可预测垂直耗散剖面，进而也可预测耗散与对流热通量的总比值。
引用
@article{arxiv.2211.11471,
title = {A playground for compressible natural convection with a nearly uniform density},
author = {Thierry Alboussiere and Jezabel Curbelo and Fabien Dubuffet and Stephane Labrosse and Yanick Ricard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11471},
year = {2022}
}
备注
42 pages, 17 figures