实验球面 Couette 流中惯性模的激发

球面 Couette 流（同心旋转球体之间的流动）是实验室磁发电机研究的候选流动之一。最近的实验表明，此类流动可能会激发科里奥利力恢复的惯性模。本工作旨在更好地理解观测到的模态特性及其激发机制。利用描述球壳内均匀旋转流体受迫惯性模的数值解，我们首先将观测到的 Couette 流振荡识别为非轴对称、逆行、赤道反对称惯性模，证实了使用全球模型进行的初步尝试。尽管该模型没有差动旋转，但由于球面 Couette 流中大部分流体呈刚体旋转，因此这种识别是可能的。从内球体逐步减速时出现的激发模态序列中，我们识别出与给定模态相关的临界 Rossby 数，低于该数时模态被激发。该临界数与从数值计算模态的相速度推导出的临界数之间的匹配表明，这些模态是由不稳定性激发的，该不稳定性可能由沿内球体切向圆柱体发展的剪切层中的临界层驱动。