具有可渗透边界的垂直圆柱形多孔板中的浮力流动与失稳

研究了由边界温差引起的垂直环形多孔通道中的基本定常浮力流动。垂直圆柱边界被视为等温且对外部流体储层可渗透。存在零流量和纯传导传热的定常平行速度场。对其线性稳定性通过分析压力和温度场的法向模扰动进行研究。向对流失稳的转捩由基本水平温度梯度引起。因此，其性质不同于通常的瑞利-贝纳尔(Rayleigh-Bénard)失稳。扰动流动的线性动力学被表述为一个特征值问题并数值求解。其解给出了在外半径与内半径之间每个固定长宽比下的中性稳定曲线。针对不同长宽比评估了触发失稳的临界瑞利数(Rayleigh number)。结果表明，随着长宽比增大，系统变得越来越不稳定，当长宽比趋于无穷时临界瑞利数降至零。