2 次元熱対流(ベナール・レイリー対流など

• ブシネスク流体の熱対流の温度分布.
• ベナール・レイリー対流の設定. 上下境界面で温度固定, 内部熱源なし, 応力なし条件(free-slip).
• 横方向は周期的境界条件.
• 下面で温められた流体は軽くなり上昇しようとする. 上面で冷やされた流体は重くなり下降しようとする.
• 上昇流・下降流のところにプルームができる.
• ソースプログラムはこちら

• より横長な領域での計算.
• プルームの間隔(対流セルの水平スケール)は流体層の厚さと同程度.
• ソースプログラムは <こちら

• 上のベナール・レイリー対流の設定に対して, 温度ではなく一様一定な熱フラックスを上下境界で与えた場合.
• プルームの横方向の間隔が大きくなる. 非常に横長の対流セルが生じる.
• ソースプログラムは こちら

参考文献

ベナール・レイリー対流については多くの標準的な(地球)流体力学の教科書に 解説がある. 例えば,

• 木村竜治, 1983 : 地球流体力学入門, 東京堂出版, pp.247.
• Chandrasekhar, S., 1961 : Hydrodynamic and Hdromagnetic stability. Oxford University Press.

熱境界条件の影響については, 例えば,

• Ishiwatari, M., Takehiro, S., Hayashi, Y.-Y., 1994 : The effects of thermal conditions on the cell sizes of two-dimensional convection. J. Fluid Mech., 281, 33--50.

を参考にされたい.