题 目：液态金属瑞利-伯纳德对流中的流动状态与热输运
报告人：谢毅超 西安交通大学
时间：2023年4月6日星期四下午15:00
地点：上海大学延长校区力学所200学术报告厅
专家简介
谢毅超, 西安交通大学航天航空学院副教授、博士生导师。2010年本科毕业于西北大学物理学系物理学专业；2010至2016年在香港中文大学分别获得流体力学硕士学位和博士学位； 2019年11月入职西安交通大学。主要研究领域为磁流体湍流结构演化与输运、热湍流和高聚物湍流。主持国家自然科学基金委《湍流结构的生成演化及作用机理》重大研究计划培育项目、青年科学基金和中央高校基本科研业务费等项目。在Journal of Fluid Mechanics, Physical Review Letters，《力学进展》和《空气动力学学报》等期刊发表论文13 篇。
摘要信息
以液态金属为工作流体的热对流广泛存在于自然界和工程应用中，其典型特点是极低的普朗特数。本报告将汇报以瑞利-伯纳德对流系统为研究对象，以液态金属镓铟锡合金为工作流体的热对流系统流动状态演化规律和热输运特性。研究表明随着系统控制参数瑞利数(Ra) 的增加，该系统由对流状态演化到振荡状态、混沌状态、湍流状态和充分发展的湍流状态。流动状态的演化也反映在了系统的热输运规律中，实验研究发现，在Ra = 104时，系统热输运的标度律指数为0.49，而当Ra > 106时，其热输运标度律指数为0.25。通过测量对流腔体中心处的温度涨落，确定了不同流动状态出现的临界瑞利数。此外，瑞利-伯纳德对流的典型特征是存在与系统特征尺度相当的大尺度环流结构，研究发现液态金属对流中的大尺度环流结构起源于对流状态时就存在的涡胞结构，这与在常规流体（如空气和水）中大尺度环流起源于羽流的自组织行为不同。最后，将讨论系统宽高比对处于湍流区间的液态金属瑞利-伯纳德对流的影响。特别地，我们将研究宽高比对系统热输运标度律的影响规律。
