具有湍流哈特曼层的磁流体流动的浅水模型
流体动力学
2020-06-09 v1
摘要
我们针对受限于两个平行平面之间、存在湍流哈特曼层的均匀静磁场中导电流体流动，建立了一个浅水模型。这通过采用普朗特混合长度模型对哈特曼层中的壁面剪切应力进行建模来实现，正如 Albousssière & Lingwood (Phys. Fluids, 2000) 的作者所做的那样。这一新模型的构想源于此前假定层流哈特曼层的浅水模型未能恢复 MATUR 实验某些 regime 中正确的耗散量。该实验由 Messadek & Moreau (J. Fluid Mech. 2002) 的作者开展，由一个在横向磁场中受电场驱动作差速旋转的薄层汞构成。在我们的新模型于该实验构型下的数值模拟中，当哈特曼层处于充分发展的湍流状态时，我们得以将全局角动量与局部速度的实验值恢复至百分之几的误差范围内。因此我们提供了证据，表明在这些特定 regime 下 MATUR 中观测到的无法解释的耗散水平是由哈特曼层中的湍流所引起的。借助我们模型的简洁性所实现的参数分析还揭示，哈特曼层中的湍流摩擦阻止了准二维湍流进一步增强，并限制了大尺度的尺寸。
引用
@article{arxiv.2006.03855,
title = {A shallow water model for magnetohydrodynamic flows with turbulent Hartmann layers},
author = {Alban Pothérat and Jean-Philippe Schweitzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03855},
year = {2020}
}