大 Prandtl 数下二维与三维对流的相似性

Ambrish Pandey; Mahendra K. Verma; Anando G. Chatterjee; Biplab Dutta

doi:10.1007/s12043-016-1204-z

大 Prandtl 数下二维与三维对流的相似性

流体动力学 2016-07-15 v1

作者: Ambrish Pandey , Mahendra K. Verma , Anando G. Chatterjee , Biplab Dutta

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摘要

利用 Rayleigh-B\'{e}nard 对流 (RBC) 的直接数值模拟，我们对二维 (2D) 和三维 (3D) 情形下大 Prandtl 数和无限 Prandtl 数时的能量与熵的谱及通量，以及大尺度量的标度进行了比较研究。我们观察到 2D 和 3D RBC 之间存在密切的相似性，特别是动能谱 $E_u(k) \sim k^{-13/3}$ ，且熵谱表现出具有主导 $k^{-2}$ 谱的双分支结构。我们表明，2D 和 3D 流动中的主导 Fourier 模非常接近。因此，3D RBC 是准二维的，这就是大 Prandtl 数和无限 Prandtl 数下 2D 与 3D RBC 具有相似性的原因。

关键词

Rayleigh-Bénard 对流 Prandtl 数直接数值模拟能谱熵谱准二维标度律

引用

@article{arxiv.1408.2390,
  title  = {Similarities between 2D and 3D convection for large Prandtl number},
  author = {Ambrish Pandey and Mahendra K. Verma and Anando G. Chatterjee and Biplab Dutta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1408.2390},
  year   = {2016}
}

备注

9 pages, 13 figures

大 Prandtl 数下二维与三维对流的相似性

摘要

关键词

引用

备注

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