具有背景剪切的倾斜盐指中的流动结构与垂直输运
流体动力学
2021-12-21 v1
摘要
本文研究了指状双扩散对流，即流体层内在不稳定盐度梯度与稳定温度梯度作用下的浮力驱动对流流动。特别地，我们考察了均匀强度背景剪切的影响。线性稳定性分析表明，随着剪切增强，不稳定模态由圆形转变为片状。我们对五组算例进行了三维直接数值模拟，每组具有相同的温度与盐度梯度组合（由相应瑞利数度量），且剪切强度逐渐增大。模拟结果显示，极弱剪切可将盐指组织成非常规则的图案，从而增强盐通量。然而，这种增强效应随瑞利数增大而减弱。当剪切进一步增强时，主导结构由盐指变为盐片，且流向相干长度尺度增大。同时，盐通量与热通量均减小。这些结果表明，即便弱剪切也能显著改变指状双扩散对流的形态与输运特性。
引用
@article{arxiv.2112.09944,
title = {Flow structures and vertical transport in tilting salt finger with a background shear},
author = {Junyi Li and Yantao Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09944},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 11 figures