可压缩区对流实验研究
流体动力学
2020-10-27 v3 地球物理
摘要
本文给出一项具有显著可压缩效应的热对流实验。离心机的高重力环境以及氙气的选择使我们能在高 4 cm 的腔体内观察到平均绝热温度梯度高达 3.5 K cm。在所研究的最高转速 9990 rpm 下，施加于气体层的超绝热温差小于绝热温差。该对流区以大 Rayleigh 数（约 10）和主导的科里奥利力（Ekman 数约 10）为特征。对我们实验中温度与压力涨落的分析表明，流动动力学处于准地转区。尽管如此，在 Nusselt 数（无量纲热通量）与超绝热 Rayleigh 数（无量纲超绝热温差）之间仍观察到经典幂律（指数 0.3 0.04）。然而，在该经典高流通量区与一较低热通量区之间观察到潜在的滞回现象。尚不清楚这是由可压缩效应还是科里奥利效应引起。在从等温状态开始的瞬态对流区中，我们观察到温度的局部下降，这只能用绝热减压来解释。
引用
@article{arxiv.1812.04572,
title = {Experimental study of convection in the compressible regime},
author = {Rémi Menaut and Yoann Corre and Ludovic Huguet and Thomas Le Reun and Thierry Alboussière and Michael Bergman and Renaud Deguen and Stéphane Labrosse and Marc Moulin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04572},
year = {2020}
}