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论文作者:尚晓东夏克青等 期刊:PRL 发布时间:2008-6-27 13:42:54
湍流热对流研究取得新进展
 
最近,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室研究员尚晓东、香港中文大学物理系教授夏克青、香港科技大学物理系教授童彭尔通过合作,在湍流热对流中传热量分布研究取得新的进展,相关成果被发表在6月20日出版的《物理评论快报》上。
 
瑞利-布纳德湍流热对流是从许多复杂自然现象中抽象出来的一个简单模型,如大气环流、海洋环流、地球内部的对流、星际之间的相对运动以及太阳内部的对流等。由于以上系统庞大,观测研究比较困难,因此,弄清瑞利-布纳德湍流热对流的动力学机理对以上问题的研究具有重要的指导作用。
 
尚晓东与其合作者利用激光多普勒测速系统(LDV)和高精度温度探头同时、同点测量了湍流热对流场的速度时间序列和温度时间序列,从而得到系统内部的热流量场分布,并研究了热羽流活跃的边界区域和底板区域及热羽流均匀混合的中心区域传热量随瑞利数(Ra)的变化。发现热流量主要通过边界区域传输,但在中心区域热流量随Ra数成1/2幂指数增长,而三个区域热流量的增长曲线在Ra 1013处相交,由此预测此后系统的动力学性质将发生变化。通常大气和海洋的Ra数约为1019,此项研究对大气和海洋的热通量研究具有重要意义。
 
此项工作在评审过程中被评审专家赞誉为“具有里程碑意义的工作”。此项工作是尚晓东研究员及其合作者以前工作的继续,此前已发表Physical Review LettersPhysical Review E论文多篇。本项目得到了国家自然科学基金、中科院“百人计划”项目和香港政府研究资助局的资助。(来源:中科院)
 
(《物理评论快报》(PRL),100, 244503 (2008) ,Xiao-Dong Shang, Penger Tong, and Ke-Qing Xia)
 
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