垂直排列向列液晶中的瑞利-贝纳德对流

我们报告了在从下方加热的垂直排列向列液晶薄层中,作为温差 $\Delta T$ 和外加垂直磁场 $H$ 函数的近阈值对流的实验结果,并将其与理论计算进行了比较。实验覆盖了场范围 $8 \alt h \equiv H/ H_{F} \alt 80$($H_F =$ 是弗雷德里克斯场)。对于小于余维二场 $h_{ct} \simeq 46$ 的 $h$,分岔是亚临界的和振荡的,具有行波和驻波瞬态。超过 $h_{ct}$,分岔是静止的和亚临界的,直到达到三临界场 $h_t= 57.2$,超过该场则变为超临界。实验中发现的作为 $h$ 函数的分岔序列证实了理论预测的定性方面。然而,$h_{ct}$ 的值比预测值高约 10%,并且 $k_c$ 的结果在小 $h$ 时系统性地低于理论约 2%,在接近 $h_{ct}$ 时低达 7%。在 $h_{ct}$ 处,$k_c$ 在实验分辨率内是连续的,而理论表明有 7% 的不连续性。理论三临界场 $h_t^{th} = 51$ 略低于实验值。对于 $h < h_{ct}$,高于 $R_c$ 的充分发展流动是混沌的。对于 $h_{ct} < h < h_t$,亚临界静止分岔也导致混沌状态。混沌状态在将瑞利数降低到 $R_c$ 以下时持续存在,即分岔是滞后的。在三临界场 $h_t$ 之上,我们发现分岔到一个与时间无关的图案,该图案在我们的分辨率内是非滞后的。