利用棘轮表面控制热湍流中的热输运与流动结构
流体动力学
2018-01-31 v1
摘要
在这项关于矩形腔内热驱动湍流的实验与数值结合研究中，我们利用上下板上的非对称棘轮状粗糙度来控制全局热输运与相干流动结构。我们表明，借助导电板上棘轮结构所导致的对称性破缺，即使腔体完全调平，大尺度环流卷（LSCR）的取向也能被锁定在一个优先方向。通过对系统引入微小倾斜，我们展示了LSCR取向可被调节与控制。LSCR的两种不同取向给出两种相当不同的热输运效率，表明在非对称粗糙度结构上热输运对LSCR方向敏感。通过对非对称结构上热羽流发射动力学及LSCR取向的定量分析，我们为这些发现提供了物理解释。当前工作对工程、生物流体动力学和地球物理流动中的被动与主动流动控制具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1712.09303,
title = {Controlling heat transport and flow structures in thermal turbulence using ratchet surfaces},
author = {Hechuan Jiang and Xiaojue Zhu and Varghese Mathai and Roberto Verzicco and Detlef Lohse and Chao Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.09303},
year = {2018}
}
备注
5 pages, 5 figures, Physical Review Letters (in Press)