Rayleigh-Benard 对流中的热量输运与 Taylor-Couette 流动中的角动量输运：一项比较研究
流体动力学
2017-04-12 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
Rayleigh-Benard 对流和 Taylor-Couette 流动是两个具有许多共同性质的典型流动。我们在 Nusselt 数（即由相应的层流值归一化的热量输运和角动量输运）相等的参数值下，详细比较了这两种流动。我们研究了 Rayleigh 数 Ra=1e7 下空气中的湍流 Rayleigh-Benard 对流，以及剪切 Reynolds 数 Re_S=2e4 下两种不同平均旋转率但具有相同 Nusselt 数的 Taylor-Couette 流动。对于个别成对相关的场和对流电流，我们比较了由相应的均方根值归一化并在距壁面不同距离处取得的概率密度函数。我们发现存在一个旋转数，使得两个对应量（温度和角动量）的平均廓线之间具有非常好的一致性。类似地，温度和速度分量的涨落之间也存在良好的一致性。对于热量和角动量电流，边界层外部的涨落存在差异，这些差异随整体旋转而增大，并且可以与边界层和体区中流动结构的差异相关联。该研究将这两种流动之间的相似性从全局量扩展到了局部量，并揭示了旋转对输运的影响。
引用
@article{arxiv.1609.02777,
title = {Heat transport in Rayleigh-Benard convection and angular momentum transport in Taylor-Couette flow: a comparative study},
author = {Hannes Brauckmann and Bruno Eckhardt and Joerg Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.02777},
year = {2017}
}
备注
accepted for Philosophical Transactions of the Royal Society