壁面加热对槽道流动不稳定性的影响

对壁面加热或冷却对槽道流动中线性、瞬态和二次不稳定性增长的影响进行了全面研究。分别估计了粘度分层、热扩散率和浮力的影响，得到了一些意想不到的结果。从线性稳定性结果来看，人们普遍认为热扩散率不影响稳定性。然而，我们表明，现实的普朗特数会导致扰动的瞬态增长，比零普朗特数时高一个数量级。即使浮力水平相当低，也会引起高水平的亚临界能量增长。对于瞬态增长来说不寻常的是，这两者都与展向无关，并且不是流向涡的形式。在中等格拉晓夫数下，指数增长占主导地位，对于高达约25000的格拉晓夫数，存在明显的瑞利-贝纳德和泊肃叶模态，之后它们合并。与主要不稳定性相比，壁面加热对二次不稳定性有相反的影响，当粘度向壁面减小时，会显著地使其失稳。希望这项工作能激励实验和数值研究，以理解壁面加热在控制槽道和管流中的作用。