振荡对流与 Boussinesq 近似的局限性
流体动力学
2016-09-21 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们确定了 Boussinesq 近似适用于快速旋转流体中振荡对流的渐近条件。在天体物理相关的小 Prandtl 数参数区间，我们表明 Boussinesq 对对流发生的预测仅在比通常假设严格得多的条件下才成立。对于理想气体，仅当区域高度与典型标高之比远小于 Prandtl 数时，才能恢复 Boussinesq 结果。这在天体物理参数区间要求一个极浅的区域。其他常用的“声学绝热”近似通常并不比 Boussinesq 近似表现更好。例外的是伪不可压缩近似的一种特定实现，它能在 Boussinesq 近似有效范围之外预测出正确的不稳定性阈值。
引用
@article{arxiv.1607.06005,
title = {Oscillatory convection and limitations of the Boussinesq approximation},
author = {Toby S Wood and Paul J Bushby},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.06005},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 1 figure, accepted for publication in JFM