垂直加热平板自然对流过程中层流到湍流的转捩

本项目对浮力驱动下自然对流边界层转捩过程进行了系统的研究。证明在粘、非粘性和热力不稳定性并存时近壁层的粘性不稳定性对自然对流边界层的转捩起决定性作用。实验表明在温度耦合下边界层在Gr≈65时失稳，至Gr≈130时外层拐点处湍流强度有30%而湍流应力不足近壁层粘性应力的10%，内层仍保持层流。实验在η≈0.27的近壁层的测量中首次发现与T.-S.波相似的一种粘性不稳定波，在外层已充分湍流化的条件下研究了它的增长衰变规律，频率特性及其类如RTN型的非线性发展规律。实验表明近壁层粘性不稳定波的发展导致内层湍能产生项迅速上升，湍流应力在整个边界层急速增长并使热交换率明显增加。相应的理论分析和数值计算均较复杂，尚待有所突破。