沸腾分层流：大气湿对流的实验室类比
流体动力学
2024-07-02 v1 大气与海洋物理
摘要
我们提出了一种新型实验——沸腾分层流——作为大气湿对流的类比。将稀释糖浆层置于烧水瓶中的淡水上方，并从下方加热。实验中的垂直温度轮廓类似于大气中汽气混合比的轮廓，而淡水浓度的垂直轮廓类似于大气中势温度轮廓。在实验开始时，糖浆层的底部到达沸点后产生气泡和涡旋环，搅动两层密度界面并将较冷的淡水输送到糖浆层中。当实验开始时糖浆层足够薄且稀释时，涡旋环会吸入超过维持糖浆层除过热所需的冷水，从而结束沸腾。当糖浆层深且浓稠时，沸腾持续，因为吸入的冷水瞬间移除糖浆层底部的过热。推导了一种理论，用于预测吸入率以及间歇沸腾和稳态沸腾之间过渡的预测，实验数据予以验证。我们认为，这些动力学可能与积云对流的混合及其生命周期相似。
引用
@article{arxiv.2407.00555,
title = {Boiling stratified flow: a laboratory analogy for atmospheric moist convection},
author = {Hao Fu and Claudia Cenedese and Adrien Lefauve and Geoffrey K. Vallis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.00555},
year = {2024}
}