自然对流边界层中的浮力不稳定性和粘性不稳定性

摘要

实验证明，在浮力驱动的自然对流边界层中除了在平均速度抛面拐点附近的无粘性不稳定性外，还存在浮力不稳定性和粘性不稳定性，在开始热转捩之前，随着Grashlf数G的增长，浮力不稳定性在最大速度点附近首先出现温度脉运振型。在浮力脉动开始衰减时，无粘性不稳定性使拐点附近的速度脉动迅速增长。随之，在近壁强剪切层由粘性不稳定性产生Tollmien-Schichting波。它的增长和非线性演化使内层湍流应力迅速增长并超过粘性应力，导致热转捩的开始。