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湍流热对流的持久时钟

流体动力学 2025-12-15 v1

摘要

湍流对流的大尺度循环(LSC)是其动力学的显著特征,构成描述性理论的基础。我们使用来自热对流圆柱腔的实验和数值结果,显示LSC具备持久的内部"时钟":其作为时间函数的脉动速度由参数 U/(lf)U/(lf) 的恒定值描述,其中 UU 为平均速度,ff 为脉动频率,ll 为特征长度尺度。通过在侧壁引入狭窄障碍,我们可以促使LSC形成一对相互连接的卷流,分别位于障碍的上方和下方。即使对于垂直非对称的卷流对,他们也独立地表现出相同的 U/(lf)U/(lf) 比值,指示同步迹象。因此,该参数在泡沫排放动力学与流动拓扑结构之间建立了直接联系。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.11669,
  title  = {The Persistent Clock of Turbulent Thermal Convection},
  author = {Lázaro Martínez-Ortíz and Youri H. Lemm and Herman J. H. Clercx and Rudie P. J. Kunnen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11669},
  year   = {2025}
}