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演化冰水界面处水与冰之间的湍流热交换

流体动力学 2016-06-29 v1

摘要

我们对从下方冷却并从上方承受暖水湍流剪切流动的冰层的时间演化进行了实验室实验。我们的研究动机来自于对暖水侵入南极冰架下方海洋空腔、加速其基底表面融化的观测。实验中施加的湍流剪切流动的强度以其 Reynolds 数 Re\textit{Re} 表示,变化范围为 2.0×103Re1.0×1042.0\times10^3 \le \textit{Re} \le 1.0\times10^4。取决于水温,在该 Re\textit{Re} 范围的低端发生冰的部分瞬态融化,在高端发生冰的完全瞬态融化。在这些瞬态融化事件之后,冰以与 Re\textit{Re} 无关的速率重新形成。我们将冰厚度和温度的实验测量值拟合到一个关于冰厚度演化的一维模型中,其中湍流热传递以剪切流动的摩擦速度进行参数化。我们在实验中研究的融化机制可以轻易解释由观测推断的 Pine Island Glacier 冰架基底融化速率。

关键词

引用

@article{arxiv.1512.00303,
  title  = {Turbulent heat exchange between water and ice at an evolving ice-water interface},
  author = {Eshwan Ramudu and Benjamin Henry Hirsh and Peter Olson and Anand Gnanadesikan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1512.00303},
  year   = {2016}
}