圆形物体在水中并非融化最慢

我们报道了悬浮于淡水中并受自然对流流动影响的冰的融化动力学。利用直接数值模拟，我们研究了椭球物体在 $2.32\times 10^4 \leq \text{Ra} \leq 7.61\times 10^8$ 范围内的融化速率，其中 \text{Ra} 为基于冰与周围水之间温差定义的瑞利数。我们揭示该系统在三个控制参数上表现出非单调行为。作为椭球长宽比的函数，融化时间呈现出明显的最小值，该最小值不同于具有最小周长的圆盘。此外，随 \text{Ra} 增大系统也表现出非单调趋势，因为在大 \text{Ra} 与大长宽比下流动发生分离，导致截然不同的动力学。最后，由于水的密度随温度非单调变化，融化速率对环境温度也呈非单调依赖，因为对于中间温度（$\unit{4}{\celsius}$--$\unit{7}{\celsius}$）流动（部分）反转。总体而言，融化最慢的形状与圆盘截然不同。