缓慢自转的全对流恒星或行星中潮汐耗散的效率

湍流对流被认为在阻尼平衡潮汐流中充当有效粘度，驱动密近对流双星系统的自转与轨道演化。与混合长理论预测相比，当潮汐频率 $|\omega_t|$ 超过主导对流涡流的翻转频率 $\omega_{c\nu}$ 时，该粘度应被削弱，但这一削弱的效率一直存在争议。我们利用一个理想化全球模型的直接数值模拟重新审视这一长期争议。我们模拟了完整球体中的热对流，并由平衡潮汐流从外部强迫，以测量当 $|\omega_t|/\omega_{c\nu} \gtrsim 1$ 时作用于潮汐流的有效粘度 $\nu_E$。我们证明 $\nu_E$ 的频率削弱与（未受扰动）对流的频率谱相关。对于湍流级联中低于那些频率的中间频率（$|\omega_t|/\omega_{c\nu} \sim 1-5$），频率谱显示出反常的 $1/\omega^\alpha$ 幂律，它导致了频率削弱 $\nu_E \propto 1/|\omega_t|^{\alpha}$，其中 $\alpha < 1$ 依赖于模型参数。随后对于更高频率我们得到 $|\nu_E| \propto 1/|\omega_t|^{\delta}$ 且 $\delta > 1$，而对于 Kolmogorov 湍流级联得到 $\delta=2$。接下来在对流耗散范围内的更高频率处发现了普遍的 $|\nu_E| \propto 1/|\omega_t|^{2}$ 抑制（但为负值）。我们的结果表明，要准确预测由该机制导致的恒星与行星中潮汐耗散的效率，有必要更好地理解对流的频率谱。