Rayleigh-Benard 对流中靶斑和侧壁的波数选择

我们展示了在圆柱形容器中，由加热器引起的静态侧壁强迫下的 Rayleigh-Benard 对流模式的实验结果。这种强迫在从传导态跃迁到对流态后，稳定了同心卷（靶斑）模式，其中心卷（脐点）位于单元中心。控制参数 (epsilon) 超过 0.8 的准静态增加导致模式的脐点偏离中心。正如其他人所观察到的，epsilon 进一步准静态增加到 15.6 导致了一系列转变。每次转变都以脐点位移开始，然后以脐点处失去一个对流卷和脐点返回到单元中心附近的位置而结束。或者，随着 epsilon 的减小，在脐点处形成新的卷，但不会发生大的脐点位移。除了脐点位移的定量测量外，我们还确定并分析了每幅图像的整个波导向量场。波数在轴向方向上变化，在脐点和单元壁处有最小值，在接近 2/3 Gamma 的径向位置有最大值。最大值处的波数在转变时表现出滞后跳跃，但平均而言与无限延伸靶斑远场中选择的波数的理论预测非常吻合。