重新审视宽间隙球面 Couette 流中螺旋态的可视化
流体动力学
2025-05-22 v2 地球物理
摘要
Egbers 和 Rath 于1995年进行的 pioneering 研究通过实验捕捉了螺旋波，以阐明宽间隙球面 Couette 流中的过渡。然而，对应于各种强度光模式的螺旋波的物理场量仍不清晰，我们尚未超越反射光从流体在过渡时呈现的状态响应这一理解。本研究通过求解螺旋波中粒子的平移和旋转运动，复现了使用铝片可视化螺旋波的实验。首先，使用牛顿-拉夫森方法计算了间隙比 的球面 Couette 流中的螺旋波。随后，将数值得到的螺旋波与实验可视化图像进行比较。提供了作用于内球的扭矩以及各种波数下螺旋波的相位角速度。尝试确定光暗图案对应的瞬时物理量，粒子在流体迎风历史中的定向运动对于获得良好结果至关重要。探索流可视化结果与剪切结构之间的相关性，可能为量化复杂且快速时变流场（如湍流）中的空间结构和时间尺度提供新的途径。
关键词
引用
@article{arxiv.2405.07477,
title = {Revisiting visualization of spiral states in a wide-gap spherical Couette flow},
author = {Isshin Arai and Tomoaki Itano and Masako Sugihara-Seki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07477},
year = {2025}
}