自然对流边界层的分层结构和浮力不稳定性的实验研究

摘要

详细研究了自然对流边界层中的浮力振型的功率谱、波长、波速与临界层位置等基本特征,在声激励作用下发现自然对流边界层失稳初期由线性理论的3对特征解组成的层状结构及它们随Grashof数此消彼长的发展过程.在浮力振型首先失稳时得到3种振型相互独立的速度和温度脉动振幅分布.系统地测量了浮力振型的温度和速度脉动的振幅增长规律和中性曲线,实验结果表明,温度脉动的中性曲线在低Grashof数时有环状封闭曲线,随后是和数值计算相似的鼻部.至G＞100时,浮力振型迅速衰减,无粘性振型成为主导振型,特征曲线中由3种相互独立的特征解组成的3个峰形的特征不复存在.