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由于表面冷却,倾斜水体中翻转循环的发展。 (英语) Zbl 1508.76100号

摘要:对温度高于最大密度温度的淡水体表面进行冷却,可以在浅水区和深水区之间产生差异冷却。当表面冷却持续足够长的时间时,热引起的两岸压力梯度可能会驱动翻转循环,这一现象称为“热虹吸”。然而,这一过程开始的条件尚未完全确定。在这里,我们研究了倾斜分层盆地中由空气-水界面均匀热损失驱动的热虹吸管的发展。对于二维框架,我们推导了与Rayleigh-Bénard型对流向跨越较浅斜坡盆地的水平翻转环流转变相关的理论时间和速度标度。这种转变的特点是三向水平动量平衡,其中,两岸压力梯度在达到准静态状态之前平衡惯性项。我们进行了数值和现场实验,以测试和显示分析尺度的稳健性,描述对流状态,并量化热虹吸引起的两岸输送。我们的结果有助于理解湖泊和水库夜间或季节性表面冷却引起的近岸流体动力学。

MSC公司:

76兰特 自由对流
76E06型 水动力稳定性中的对流
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
86A05型 水文学、水文学、海洋学
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