旋转热对流中的涡旋运动(同济大学钟锦强教授)
题 目:旋转热对流中的涡旋运动
时 间:2021年12月29日(星期三)上午10:00
地 点:天文大厦三楼大会议室
报告人:同济大学物理科学与工程学院 钟锦强 教授
摘要:
旋转对流是天体物理、行星科学领域中常见的自然现象。本报告讨论旋转Rayleigh-B nard实验模型中旋涡运动的普适规律。由Taylor-Proudman理论所预言,旋转对流中的旋涡具有关于垂直方向转轴对称的准二维流场结构;而对水平方向上旋涡的运动演化,迄今尚未有理论预言。研究发现在旋转相对较弱的条件下,稀疏分布的旋涡在水平上表现出随机行走的行为,符合朗之万提出的纯布朗运动规律。在强旋转的条件下,密集分布的旋涡通过流体相互作用形成大尺度的旋涡团块(cluster)结构,在团块内旋涡出现集群运动的复杂行为,它们的运动速度关联具有标度不变性。报告最后介绍我们在实验体系的边界上引入周期性的外部调制,改变了旋转对流从传导态到对流态临界点附近的动力学分岔行为,实现了对旋涡的运动与分布的有效控制。
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