强垂直磁场下准静态磁对流的标度关系

Shujaut H. Bader; Xiaojue Zhu

强垂直磁场下准静态磁对流的标度关系

流体动力学 2023-10-13 v1

作者: Shujaut H. Bader , Xiaojue Zhu

摘要

源于准静态磁对流线性理论的水平长度尺度 $\ell$ 相对于域高 $L$ 的标度律 $\ell/L \sim Q^{-1/6}$ ，已通过二维（2D）直接数值模拟（DNS）得到验证，尤其在钱德拉塞卡数（ $Q$ ）较高时。该关系在由沿磁场排列的柱状结构所表征的特定流态内依然成立。基于水平长度尺度对 $Q$ 的依赖性，我们推导了在强磁场影响的准静态磁对流中努塞尔数 $Nu$ 和雷诺数 $Re$ 作为驱动力（瑞利数 $Ra$ 与 $Q$ ）函数的标度律。这些标度关系 $Nu \sim Ra/Q$ 与 $Re \sim Ra Q^{-5/6}$ ，已利用 $Q$ 跨越五个数量级（从 $10^5$ 到 $10^9$ ）的2D DNS数据成功验证。在大 $Q$ 值下关系的成功验证，结合我们对耗散率的理论分析以及水平长度尺度对标度行为影响的引入，提出了一种在各种条件下推导标度律的有效方法。

关键词

准静态磁对流标度律强磁场钱德拉塞卡数努塞尔数雷诺数直接数值模拟

引用

@article{arxiv.2310.08000,
  title  = {Scaling relations in quasi-static magnetoconvection with a strong vertical magnetic field},
  author = {Shujaut H. Bader and Xiaojue Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.08000},
  year   = {2023}
}

强垂直磁场下准静态磁对流的标度关系

摘要

关键词

引用

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