通过对流线渗流实现向对流流动两步转变的分子迹象

对流是一种关键的输运现象，在从流体动力学和海洋环流到行星大气或恒星物理的许多不同领域都十分重要。然而其微观理解仍具挑战性。在此，我们数值研究了重力场中温度梯度下可压缩（非奥伯贝克-玻乌斯内斯克）硬_disk 流体中对流流动的起始。我们揭示了一个令人惊讶的两步转变情景，具有两个不同的临界温度。当底板温度达到第一阈值时，对流启动（如结构化速度场所示），但与无重力情形相比，重力导致热输运受阻。正是在第二（更高）温度时，连接热板与冷板的平流区发生渗流转变，触发了高效的对流热输运。有趣的是，这一对流不稳定性的新图景为纳维-斯托克斯方程未知的分段连续解打开了大门。