旋转平面层发电机中最优热对流的 direct numerical simulations（直接数值模拟）
流体动力学
2022-06-08 v2 大气与海洋物理
地球物理
摘要
我们研究了两平行板之间、下加热上冷却的旋转平面层中由对流驱动的发电机的传热行为。在固定旋转率（埃克曼数，）与流体性质（热普朗特数与磁普朗特数，）下，分别进行了发电机对流（DC）与非磁性旋转对流（RC）模拟，以划分不同热强迫（瑞利数，）下磁场对热输运的影响。在此范围内，我们解析湍流的模拟证明了存在最优热强迫，此时 DC 中板间传热相较于 RC 模拟中的热输运表现出最大增强。与文献中报道的任何全局力平衡不同，本模拟揭示了由于无滑移边界条件下壁面附近涡旋对磁力线的拉伸，热边界层内洛伦兹力的增加。洛伦兹力的这一增加缓解了由科里奥利力引起的湍流抑制，从而导致湍流与传热的增强。
引用
@article{arxiv.2109.13455,
title = {Direct numerical simulations of optimal thermal convection in rotating plane layer dynamos},
author = {Souvik Naskar and Anikesh Pal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.13455},
year = {2022}
}