瑞利-贝纳尔对流中的图样形成与动力学：实验现实几何下的数值模拟

我们研究瑞利-贝纳尔对流，并在可能时通过对多种实验现实情形下的 Boussinesq 方程进行数值模拟，在理论与实验间作定量比较。我们考察了具有实验边界条件（包括翅片与板间距空间斜坡）的不同长宽比的矩形与圆柱几何，特别关注平均流的作用。我们研究了一个侧向受刚性壁、翅片或斜坡束缚的小圆柱对流层，结果表明平均流在观测到的波数中起重要作用。我们发展了解析结果，量化由振幅梯度生成的平均流源，及其对具有斜坡边界的大长宽比圆柱中图样波数的影响。数值结果与这些解析预测吻合良好。我们通过一种数值上淬灭平均流的新方法，进一步洞察平均流在图样动力学中的作用。对平均流被突然淬灭的螺旋缺陷混沌态的模拟发现，其消除了时间依赖性，增大了波数，并使图样本质更具角状特征。