两种不同结构的混合流体局部行波对流斑图

宁利中 ^＊，王永起^，袁喆^‚, 李开继^，胡彪^

（1) 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地， 西安 710048;

（2) 中水珠江规划勘测设计有限公司，广州 510610

发表于科学通报2016,61（8）：872-880     科学通报抽印稿.pdf

摘要：本文通过流体力学基本方程组的二维数值模拟，探讨了长高比为20的矩形腔体中有较强Soret效应的混合流体对流中的局部行波的形成及含有缺陷的局部行波的动力学特性。当分离比为-0.6时，在分叉曲线的鞍结分叉点附近相对Rayleigh数为1.926-2.074的范围内，出现了无缺陷局部行波。然后，随相对瑞利数逐渐增加，系统由无缺陷局部行波过渡到含有缺陷的局部行波并在相对瑞利数为2.075-2.24的范围内形成稳定的含有缺陷的局部行波。局部行波对流的宽度随相对瑞利数增加而增加，并在相对瑞利数为2.075处随着对流斑图的转变突然加宽。再随相对瑞利数增加，含有缺陷的局部行波失去稳定，对流控制整个腔体并演化成有缺陷的行波。有缺陷的局部行波是我们首次发现的新型对流结构。有缺陷的局部行波的形成依赖于局部行波的对流宽度。在具有缺陷的局部行波存在范围内，这种缺陷出现的周期随相对瑞利数增大而增加。

 关键词：混合流体；局部行波；对流；缺陷；斑图