瑞利-贝纳德对流中的动能传输
摘要：Rayleigh-Bénard对流中的动能平衡的研究 对Prandtl数范围$0.01 \leq Pr \leq 150$和固定的Rayleigh数$Ra=5\times10^{6}$进行了研究。 动能平衡分为耗散、产生和通量三个项。 我们讨论了所有项的剖面，并发现对能量平衡的不同贡献可以在产生动能和耗散动能的区域中进行空间上的分离。 通过分析Prandtl数依赖性，我们表明平均粘性耗散的高度依赖性与动能通量密切相关。 我们表明动能通量可以分为四个可加的贡献，每个表示不同的基本物理过程（对流、浮力、正常粘应力和黏性剪切应力）。 这些不同的通量贡献的行为非常丰富，并表现出明显的Prandtl数依赖性。 不同的通量贡献在不同深度上支配动能传输，因此全面讨论需要将域分解为大量子层。 在较低的Prandtl数下，对流动能通量在平衡靠近壁面耗散方面起到关键作用，而正常粘应力在较高的Prandtl数下尤为重要。 最后，我们的工作揭示了经典速度边界层与动能传输之间的密切关系，但不能正确表示增强粘性耗散的区域。
作者：Klaus Petschel and Stephan Stellmach and Michael Wilczek and Johannes L"ulff and Ulli Hansen
论文ID：1410.6603
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-19