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瞬态浮力驱动湍流

湍流，热对流，直接数值模拟

在二维Rayleigh-Bénard对流中，当侧壁为周期边界条件，上下壁面为自由滑移边界时，流动在小宽高比的构型中会出现所谓的带状流动，然而随着宽高比的增大，该带状流动出现瞬态行为，即带状流动发展起来后经过一段时间会转变为对流涡状态（Wang et al. J. Fluid. Mech. vol. 905, 2020, A21）。我们对该瞬态带状流动的统计行为进行了研究。我们固定普朗特数Pr=10，宽高比为\Gamma=8，瑞利数Ra的范围为9\times10^6\leRa\le2\times10^7。结果表明带状流动的生命时间满足指数分布，这与管流中的瞬态湍流类似。而带状流动的平均生命时间与Ra呈现出幂律关系，表明在当前参数范围内不存在稳定维持的带状流动。