具有混合边界条件的瑞利-贝纳尔对流中的 regime 交叉

我们对三维瑞利-贝纳尔对流（即底部加热、顶部冷却的流体层中的流动）进行数值模拟，采用非均匀温度边界条件以探索近期文献中描述的两种不同 regime。我们固定无量纲温差即瑞利数为 $Ra=10^8$，并将普朗特数在 $1$ 到 $100$ 之间变化。通过在顶板上引入绝热边界条件条带，并使顶板表面仅有 $50\%$ 导电，我们改变了传热、平均温度剖面及底层流动特性。我们发现两种 regime：当条带图案波长较小时，流动几乎不受条带影响。传热减少，但仍占未修改情形的大部分，且底层流动仅被轻微改变。当条带图案波长较大时，传热饱和至未修改问题值的约三分之二，主体区温度显著升高，且垂直于条带方向的速度涨落增强。两种 regime 之间的转变发生在条带图案波长约为两板间距处，不同物理量在略有不同的波长值处发生转变。该转变近似与普朗特数无关，尽管长波长 regime 中的统计量略有变化。