用热毯覆盖对流：热对流中的流固耦合
流体动力学
2024-12-20 v3 数值分析
数值分析
摘要
已知地球大陆板块在地球物理时间尺度上漂移，其相互作用造就了我们星球上一些最壮观的地貌，同时也引发了地震和火山活动等自然灾害。因此，理解相互作用大陆板块的动力学具有重要意义。在本工作中，我们对板块运动、相互作用和动力学进行了流体力学研究。通过数值实验，我们研究了对流流体与其上浮板块之间的耦合。通过物理建模，我们表明这种耦合既是力学的也是热力学的，从而导致了热毯效应：浮动的板块不仅被下方流体输运，还阻止了热量离开流体，导致产生进一步影响板块运动的对流流动。通过在这种流固耦合中加入多个板块，我们还研究了浮动板块之间如何相互作用，并表明在适当条件下，小板块可以汇聚成一个超大陆。
引用
@article{arxiv.2404.01172,
title = {Covering convection with thermal blankets: fluid-structure interactions in thermal convection},
author = {Jinzi Mac Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.01172},
year = {2024}
}