【摘 要】
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通过引入一个组合的误差函数速度剖面,利用平行两相黏性流体混合层的线性稳定性理论,分析了水流-浮泥界面的稳定性,发现：黏度差导致了不同于经典K-H模态的多种不稳定模态,还考察了Reynolds数,Froude数,密度比和黏度比对这些不稳定模态的影响.K-H模态的增长率在大Reynolds数下几乎与水流Reynolds数、浮泥Froude数和密度无关,但在某个范围内随着黏度增加以指数形式衰减；而在小R
【机 构】
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中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京100190
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通过引入一个组合的误差函数速度剖面,利用平行两相黏性流体混合层的线性稳定性理论,分析了水流-浮泥界面的稳定性,发现：黏度差导致了不同于经典K-H模态的多种不稳定模态,还考察了Reynolds数,Froude数,密度比和黏度比对这些不稳定模态的影响.K-H模态的增长率在大Reynolds数下几乎与水流Reynolds数、浮泥Froude数和密度无关,但在某个范围内随着黏度增加以指数形式衰减；而在小Reynolds数下,它的临界Reynolds数随着Froude数的增加而减小.当浮泥边界层的厚度较厚时,K-H模态是唯一的不稳定模态,它是水流作用下浮泥界面波破碎的主要原因.黏度差导致的不稳定模态中较重要的有两种,它们对黏度都有较大的依赖.一种出现在大Reynolds数下,它随着Froude数的增加而减小,它扩大了不稳定波数范围,并且与K-H模态竞争,当黏度差足够大时,甚至超过了K-H模态的增长率.另一种出现在小Reynolds数下,它随着Froude数的增加而增加,当浮泥边界层的厚度较薄时,它的增长率远超K-H不稳定性.这种模态是水流作用下出现界面波的原因.
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