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磁场影响下旋转瑞利-泰勒不稳定性的演化

流体动力学 2024-06-04 v1

摘要

使用直接数值模拟研究了施加的垂直平均磁场和旋转对由瑞利-泰勒不稳定性驱动的热传递现象的综合影响。在流体动力学情况下,随着旋转速率f从4增加到8,科里奥利力抑制了混合层高度h和u3'的增长,导致热输运减少。施加的B0形成垂直拉长的热羽流,这些羽流表现出更大的u3',并有效地在冷热流体之间传递热量。因此,与相应的流体动力学情况相比,我们在f=0磁流体动力学情况下未破裂的拉长羽流初始阶段观察到热传递增强。在混合阶段,由于施加的B0,流动沿垂直磁场线准直,导致与f=0流体动力学情况相比,u3'减小而h增长增加。与相应的流体动力学情况相比,f=0磁流体动力学情况下h的增加增强了混合阶段的热传递。当在施加B0的同时加入旋转时,科里奥利力抑制了垂直拉长羽流的生长和破裂,减少了h和u3'。因此,与相应的f=0磁流体动力学情况相比,旋转磁流体动力学情况下的热传递也减少了。旋转磁流体动力学情况下的热传递仍然高于相应的旋转流体动力学情况。这也表明B0减轻了科里奥利力对不稳定性的抑制作用。湍动能收支揭示了由浮力通量产生的湍动能向湍磁能的转换。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.00514,
  title  = {Evolution of the rotating Rayleigh-Taylor instability under the influence of magnetic fields},
  author = {Narinder Singh and Anikesh Pal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.00514},
  year   = {2024}
}