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磁球形库埃特流中回流不稳定性的实验研究

流体动力学 2021-02-03 v1

摘要

我们以 GaInSn 为工作流体,在回流不稳定性 regime 下开展磁球形库埃特(MSC)流实验,内球与外球半径比 ri/ro=0.5r_{\rm i}/r_{\rm o} = 0.5,雷诺数 Re=1000{\rm Re} = 1000,哈特曼数 Ha[27.5,40]{\rm Ha} \in [27.5,40]。实验中在不同 Ha{\rm Ha} 的一定范围内出现了不同方位波数 m{2,3,4}m \in \{2, 3, 4\} 的旋转波,具体取决于 Ha{\rm Ha} 是固定还是从不同初值变化而来。这些观测表明了旋转波的多稳定性,我们将其归因于表征 MSC 流状态的动力系统在 Ha{\rm Ha} 变化时倾向于沿分岔图的同一解支运动。在固定与变化 Ha{\rm Ha} 的实验中,旋转波的转动频率与非线性稳定性分析结果一致。一项简要的数值研究表明,流中发展出的旋转波方位波数的差异也依赖于初始激发的方位模态。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.07003,
  title  = {Experimental investigation of the return flow instability in magnetic spherical Couette flow},
  author = {Jude Ogbonna and Ferran Garcia and Thomas Gundrum and Martin Seilmayer and Frank Stefani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.07003},
  year   = {2021}
}