旋转球壳中热-成分对流的发生

由热浮力与成分浮力共同驱动的双扩散对流在旋转球壳中可表现出大量常区别于单扩散系统的行为。为理解热与成分分子扩散率的差异如何决定热-成分对流的动力学，我们数值研究了双扩散构型中对流不稳定性的线性发生。我们构建了无量纲方程的另一种等价表述，其中线性化双扩散问题由一个有效瑞利数$\text{Ra}$（度量组合浮力驱动的幅度）与第二个参数$\alpha$（度量热与成分贡献的混合）描述。该表述的有用之处在于，它允许分析若干极限情形，并揭示参数空间中原本不明显的动力学相似性。我们分析了此$\text{Ra}-\alpha$空间中临界曲线的结构，解释了$\alpha$中的渐近行为、惯性 regime 与扩散 regime 之间的转变，以及大尺度（快漂移）与小尺度（慢漂移）对流之间的转变。我们对多种扩散率、旋转速率与球壳纵横比进行了此分析，展示了新对流模态在何时何处出现。