近日，华中科技大学航空航天学院博士生贺啸秋以第一作者在流体力学权威期刊Journal of Fluid Mechanics发表题为《Turbulence and heat transfer on a rotating, heated half soap bubble》的研究论文，论文通过直接数值模拟，研究了旋转作用下加热肥皂泡上的湍流热对流行为。
（图为不同旋转速度下肥皂泡上的温度与拟涡能结构）
湍流热对流在自然界中广泛存在，其流体的运动与传热规律对帮助我们理解自然与工程设计具有重要作用：例如大气与海洋的热对流影响地球的气候变化，岩浆在热对流作用下形成特定岩柱等。该研究使用直接数值模拟方法，对球面空间上的加热肥皂泡热结构进行分析，并探索了旋转作用对流动换热与湍流的影响。通过分析湍流动能的能谱以及湍流动能、拟涡能、浮力等谱通量发现肥皂泡上可以观察到如同大气与海洋中观察到的大尺度结构的湍流动能向上级串通量与小尺度结构拟涡能的向下级串通量。同时，通过湍流结构函数与频谱分析观察，发现肥皂泡上湍流动能符合Bolgiano与Obukhov所预测的标度律。据悉，此前法国科学院Kellay教授发现肥皂泡上的漩涡运动规律与大西洋的飓风轨迹具有非常高的相似性，并将其用于发展飓风轨迹的预示模型。可见小小肥皂泡也蕴含了复杂的科学原理与重要的科学用途。
该研究工作在我院熊永亮老师的指导下完成，美国杜克大学Andrew D Bragg教授与法国波尔多大学Patrick Fischer教授参与了合作研究，通讯作者为熊永亮老师。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
论文网址为：https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/turbulence-and-heat-transfer-on-a-rotating-heated-half-soap-bubble/8EC4BE2C4D08E8F01DAF94F729D7F785#
