De rolos de convecção a convecção por dedos na turbulência de difusão dupla

A convecção dupla-difusiva (DDC), que é o fluxo impulsionado por flutuabilidade com a densidade do fluido dependendo de duas componentes escalares, é onipresente em muitos ambientes naturais e de engenharia. De grande interesse são a taxa de transferência de escalares e as estruturas de fluxo. Aqui, investigamos sistematicamente o fluxo DDC entre duas placas horizontais, impulsionado por um gradiente de salinidade instável e estabilizado por um gradiente de temperatura. Contrariamente ao esperado, ao aumentar o gradiente de temperatura estabilizante, o fluxo de salinidade primeiro aumenta, mesmo que a velocidade diminua monótonamente, antes de finalmente colapsar para o valor puramente difusivo. O transporte aprimorado de salinidade é rastreado até uma transição no padrão geral de fluxo, nomeadamente, de rolos de convecção em larga escala para dedos de sal verticalmente orientados e bem organizados. Também mostramos e explicamos que a teoria unificadora da convecção térmica originalmente desenvolvida por Grossmann e Lohse para convecção de Rayleigh-Bénard pode ser aplicada diretamente ao fluxo DDC para uma ampla gama de parâmetros de controle (número de Lewis e razão de densidade), incluindo aqueles que cobrem os valores comuns relevantes para fluxos oceânicos.