通道内湍流流经液膜时的界面不稳定性

我们重新审视了将充分发展的湍流气体与薄层层流液体分隔开的可变形界面的稳定性。与先前的工作不同，这里提出的湍流基态速度剖面仅需指定流量或压降，无需事后选择参数。此外，基态包含足够的细节，使得它既能解释由黏度对比机制（事实证明是主导机制）引起的不稳定性，也能解释由临界层型机制引起的不稳定性，并且它已根据文献中可用的实验和数值数据进行了验证。此外，首次研究并证明了在液层较薄的情况下，湍流应力分布中的扰动影响很小。对液层的详细建模引出了两种不稳定模式，并且可能发生模式竞争，尽管在大多数情况下不稳定性是由黏度对比机制引起的。特别地，存在表面粗糙度可以降低界面模式的增长率，并将液层不稳定性提升到最危险模式状态的可能性。我们的基态模型有助于对“慢波”和“快波”进行新的定义。我们使用线性稳定性分析来确定影响波速的因素，并证明根据本文提出的定义，这些波是“慢波”。最后，我们将我们的结果与实验数据进行比较，获得了良好的一致性。