旋转分层平面层对流模拟中的粘性耗散与动力学

恒星和行星中的对流必须在粘性和欧姆耗散的对抗下得以维持。在此，我们首次系统地研究了旋转、密度分层平面层对流模拟中的粘性耗散。我们的模拟考虑了非弹性理想气体，并使用了开源代码 Dedalus。我们证明，当对流足够剧烈时，积分耗散加热趋向于一个与粘度或热扩散率无关的值，但取决于施加的光度和分层情况。我们表明，对耗散的了解提供了对流区动能通量大小的上限。在我们具有简单流场的非旋转案例中，大部分耗散发生在尽可能高的温度附近，且动能通量接近此上限。在旋转案例中，虽然总积分耗散相似，但其分布更为均匀（并在局部通过与分层做功相平衡），因此动能通量较小。我们旋转模拟中的热传输与先前获得的 3D Boussinesq 对流结果吻合良好，并趋近于无扩散理论的预测。