反常对流刻蚀熔融冰中的尖峰与扇贝状波纹
流体动力学
2022-02-09 v2
摘要
我们报道了悬浮于冷水中的冰在熔融过程中产生的自然对流作用下的形状动力学。实验揭示了随远场温度升高而出现的形状 motif：低温时向下指向的尖锐尖峰，5 至 C 中等温度下的扇贝状波纹，以及较高温度时向上指向的尖峰。相场模拟重现了这些形态，它们与液态水反常的密度-温度剖面密切相关。边界层流动产生尖端曲率加速增长而锐化的尖峰，而扇贝状波纹则源于由反向流动引发、卷起形成涡阵列的类 Kelvin-Helmholtz 不稳定性。通过将水密度反常背后的分子尺度效应与刻印表面的宏观尺度流动相联系，这些结果表明熔融冰的形态是环境温度的一个灵敏指示剂。
引用
@article{arxiv.2111.09937,
title = {Anomalous convective flows carve pinnacles and scallops in melting ice},
author = {Scott Weady and Joshua Tong and Alexandra Zidovska and Leif Ristroph},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09937},
year = {2022}
}