顶盖驱动腔中的剪切稳定分层湍流与大尺度波

我们在实验上研究了具有非零垂直平均温度梯度的顶盖驱动腔中的稳定分层湍流，旨在识别控制平均流和湍流的参数，并理解它们对动量和热量传递的影响。我们发现平均速度模式（例如大尺度环流的形态和尺寸）强烈依赖于温度分层的程度。在强稳定分层情况下，强湍流区域位于主大尺度环流附近。我们在强稳定分层情况下检测到了大尺度非线性振荡，这可解释为非线性内重力波。在非线性阶段，这些波在速度场和温度场中的主要含能频率之比约为 2。波的振幅在弱湍流区域（靠近腔体底壁）增加，此时垂直平均温度梯度也随之增大。