外筒旋转对径向加热泰勒-库埃特流的影响

本文考虑了一种带径向加热的泰勒-库埃特装置，其中 Boussinesq 流体在两个独立旋转、维持不同温度的同心圆柱之间的环形区域中被剪切。通过线性稳定性分析确定失稳起始的泰勒数。考虑了对应于宽间隙和窄间隙以及若干旋转速率比的两种半径比。发现与纯内筒旋转相比，外筒旋转对稳定性阈值具有普遍的 stabilizing 效应，仅有少数例外。径向加热建立了轴向流，打破了等温泰勒-库埃特流在轴向坐标上的反射对称性。这种对称性破缺分离了线性稳定性阈值，我们发现对于不同参数，增长最快的模态同时具有正和负的方位角数。本研究的另一个重要发现是在 Rayleigh 稳定区中发现了不稳定模态。此外，在宽间隙和窄间隙中都观察到了闭合不相连中性曲线（CDNCs），它们可与开放中性稳定曲线分离或合并。或者，随着旋转速率比的改变，CDNCs 也可变形为开放中性稳定曲线。观察到 CDNCs 对控制参数的变化敏感，其出现/消失会导致临界泰勒数的不连续跳跃。对于宽间隙和窄间隙，在纯共旋情况下发现的增长最快模态被证明起源于较小旋转速率比处的失稳岛。