剪切与浮力对相界面稳定性的联合效应

我们研究外施剪切流与浮力驱动流对固-液界面稳定性的影响。通过重新分析 Gilpin \emph{et al.} [\emph{J. Fluid Mech.}, {\bf 99}(3), 619 (1980)] 的数据，我们表明其实验中观测到的冰-水界面失稳受浮力效应影响，且其速度测量更准确地由 Monin-Obukhov 理论描述。对熔体在其固相上由剪切与浮力驱动的流动所作的线性稳定性分析表明，浮力是唯一的失稳因素，而此处的剪切流 regime 通过抑制垂直运动从而抑制向上热通量，使系统稳定。研究还表明，在非常温和的剪切流强度下，固-液界面的所有扰动均衰减。然而，在更大的剪切下，流动失稳与浮力耦合可能增强垂直运动，从而可能出现重入式失稳。