什么是一个典型的价值内波沛克莱数的?

Question

定义沛克莱数为:

$ Pe = \压裂{U \λ}{\ kappa} $

U是流体速度特征美元,美元\λ是内部波的波长和美元\ kappa美元是动荡的涡流扩散系数。我发现在Moum et al。(2003)测量显示,意味着内部孤波的湍流涡旋扩散系数\ k = 0.005 m美元$ ^ 2 $ s $ ^{1},美元和一个典型的速度是U = 0.6 m美元s $ ^ {1} $。所以1000美元$ m波我到达一个沛克莱数:

Pe = 120000美元

在你的经验,你观察一个典型的价值?

Answer 1

我没有个人经验与这种情况,但阅读表明这取决于你正在谈论什么样的混合,例如是否垂直或水平。

四处寻找最近的例子,我看到曹国伟et al .(2007)有一个4.0米的价值²/ s的水平扩散系数。这个大的值会给你一个小沛克莱数为150。你使用的波长特征长度表明你可能会更感兴趣维度?

曹国伟等人用~ 10⁵米²垂直扩散系数/ s,我发现Bogucki et al。和留置权等。使用~ 10²米²/秒~ 10²米²分别/ s。从你的电话号码那些不太遥远,它看起来像Moum等人正在谈论的垂直混合。然而在这种情况下,我不确定您想要使用水平长度和速度;你可以考虑问这个Physics.SE,使用配备标签。

在任何情况下,我们对这类事情的磨练我们的直觉,我喜欢这个引用Durran (1999):

的沛克莱数是完全类似于更熟悉吗雷诺数,这是动量动量平流扩散的比率。沛克莱和雷诺兹数之间的差异是由于不同的热扩散率(或质量)和动量。(我的添加)

我喜欢这个,因为它表明,我们有一些相同的直觉再保险可以申请体育,特别是它可以由几个数量级的变化(从这里):

• 鲸鱼游泳10米/秒,再保险= 3×10⁸
• 鸭子飞在20米/秒,再保险= 3×10⁵
• 桡脚类动物的游泳在0.2米/秒,再保险= 3×10²
• 幼虫在0.001 m / s,游泳再保险= 3×10¹
• 细菌在0.00001 m / s,游泳再保险= 1×10⁵

参考
Shenn-Yu曹国伟et al ., 2007年,评估吕宋海峡的西脊作为内部波中介,《海洋学卷。63年,897年到911年,2007页。网上。
Durran D, 1999年,地球物理流体动力学波方程的数值方法。不可靠的人。谷歌图书。