液态金属旋转对流中的振荡热-惯性流

我们首次对液态镓旋转圆柱槽中的对流进行了详细的热场与速度场表征，其热物理性质与行星核流体相似。我们的实验室实验以及紧密关联的直接数值模拟，均在稳态对流模态 onset 之前的 regime 中进行。这使我们能够研究液态金属在稳态柱状模态出现之前所发展的振荡对流模态、侧壁模态与宽带湍流。我们的热-速度测量表明，发展出了强惯性热风流动，其速度达到可比的非旋转情形下的速度。振荡体对流与壁模态在我们的广泛实验参数范围内共存，并伴随强的纬向流，其在 Stewartson 层达到峰值，但在较高超临界情形中深入流体内部。这些流动含有显著的时间平均螺旋度，其在中面反对称，表明振荡液态金属对流包含维持系统尺度发电机生成的运动学分量。