不同形状冰晶的分子扩散
大气与海洋物理
2016-02-19 v1 计算物理
摘要
利用将电容(C)与舍伍德数(Sh)相关联的电学类比，计算了不同形状冰晶通过分子扩散(雷诺数(Re)=0)的生长，以Sh表示。尽管此前已获得云物理中各类关切冰晶的Sh对Re依赖关系的实验数据，但将数据外推至Re=0的更小颗粒并不可靠。我们提出了一种简单计算算法，用于计算Re=0时各类关切晶体的Sh，从而可在适用于冰晶的整个Re范围内恰当覆盖。我们所提方法可应用于任何直线形晶体。方法如下：将模型晶体置于盒中，并在晶体与盒之间施加电场，模拟冰晶初始生长阶段。采用变格点间距的离散笛卡尔网格系统，将冰晶角点赋予特定格点，从而定义晶体几何。为此网格系统建立并使用了高斯通量定律的离散形式。获得了六方板、六方柱、宽支晶体、星状晶体及戴帽柱体在Re=0时的Sh。我们的计算表明，该简单计算算法给出的这些形状的Sh值与既往研究估算值误差在5%以内。
引用
@article{arxiv.physics/0404094,
title = {The Molecular Diffusion of Ice Crystals of Various Shapes},
author = {Hyun Youk and Roland List and Theophilus Ola},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0404094},
year = {2016}
}
备注
4 pages, 3 figures, to be published in proceedings of "14th International Conference on Clouds and Precipitation"