木星带状环流的流体动力学数值研究

木星表面观测到的带状环流是木星的一大特征，关于其形成机制和深部结构目前还存在较大争议。研究表明，木星内部分子氢层（厚度7000－10000km）的流体运动可能是形成带状环流的原因，观测到的带状环流只不过是这种运动在木星表面的表现形态，其内部结构一直延伸到了木星分子氢层深部。对于这种在快速旋转行星内部的流体运动，我们将构建一个三维旋转球壳流体动力学模型，模拟木星分子氢层的流体运动，研究带状环流的形成机制。模型将合理选取几何、物理参数、边界条件以及它们的组合，采用有限差分方法，构建高效并行算法和程序，计算流体运动场和温度场，并与观测结果进行比较，深入理解木星的环流形成机制。另外，针对以往谱分析数值方法普遍采用的Hyperviscosity（超粘滞）假设，我们将检验这个缺乏物理意义的假设对计算结果的影响，以消除学界长期对此存在的疑虑。