具有熔化边界的 Rayleigh-B\'enard 对流中的双稳态
流体动力学
2020-02-11 v1
摘要
一种纯的不可压缩材料被限制在两板之间，使其从下方加热、从上方冷却。当其熔化温度介于这两个施加温度之间时，会出现分离液相与固相的界面。取决于初始条件，发生冻结或熔化，直至界面最终收敛到定常状态。我们使用相场法耦合 Navier-Stokes 方程在二维构型中对该演化进行数值研究。改变模型的控制参数，我们展示了两类平衡：扩散型与对流型。在后一种情形中，液相中的 Rayleigh-B\'enard 对流塑造了固-液前沿，并观察到宏观形貌。讨论了一种预测这些平衡位置的简单方法，并与数值模拟进行比较。在某些参数区间内，我们表明多重平衡可依赖于初始条件共存。我们还证明，在此双稳区间内，从扩散平衡到对流平衡的转迁本质上是一种涉及有限振幅扰动的非线性机制。
引用
@article{arxiv.2002.03710,
title = {Bistability in Rayleigh-B\'enard convection with a melting boundary},
author = {Jhaswantsing Purseed and Benjamin Favier and Laurent Duchemin and Eric W. Hester},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03710},
year = {2020}
}