球层中的非线性自由热对流——变粘度模型

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粘度为常数或仅随深度变化是地幔对流模型中常用的假设.本文在常粘度背景下,通过假定小扰动粘度在纬向上的变化形式,将粘度的横向变化引入地幔对流模型中,并给出了变粘度地幔对流模型的数值解法.对外边界为刚性、内边界为应力自由(简记为R-F边界)和内外边界均为刚性(简记为R-R边界)边界的两种模型进行了计算,对比了不同模型、深度和瑞利数时的环型场的变化特征.注意到环型场能量主要集中在球层的中、上部区域,其速度仅占总速度的几个百分点,这个比例几乎不随瑞利数的变化而改变,但其对流图样受瑞利数的影响较大.环型场的对流形态
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