方腔槽道中双流体泊肖叶-瑞利-伯纳德流动的三维整体不稳定性及其时空演化

方腔槽道中双流体泊肖叶-瑞利-伯纳德流动（简称PRB流动）是由水平泊肖叶流动和瑞利-伯纳德对流合成的开式流动，这种复合流动继承了双流体瑞利-伯纳德流动的很多动力学特性，同时它在微电子工业中的化学沉积（CVD）技术中还有着重要的应用价值。本项目将采用当前国际上成熟的整体线性稳定性分析方法（如Chebyshev谱配置法、高精度谱元法、迭代时间步进技术等等），对方腔槽道中双流体PRB流动进行三维整体线性稳定性分析，研究双流体PRB流动的时间和时空不稳定性，模拟扰动发展的时空演化过程，考察各个失稳模态之间的非线性相互作用以及非线性分岔现象。通过本项目的开展，理论上可以加深双流体PRB流动的三维整体稳定性及其动力学行为的认识，还可以锻炼申请人（及团队）在流动整体线性稳定性分析中的各项技术的应用能力，为更加复杂的流动问题的整体稳定性分析提供技术储备和积累研究经验，具有重大的理论应用价值。

本项目紧密围绕方腔槽道中双流体泊肖叶-瑞利-伯纳德流动三维整体线性稳定性及其动力学行为开展研究，这不仅具有重要的理论研究价值，还对微电子工业中的化学沉积（CVD）技术有着重要的应用价值。本项目的研究成果主要集中在两个方面:（1）深入研究了方腔槽道中双流体泊肖叶-瑞利-伯纳德流动三维整体线性稳定性，找出双流体PRB 流动存在的所有不稳定模态，画出各个不稳定模态的中性边界曲线，考察展向壁面效应（高宽比）和流动惯性（雷诺数）对流动稳定性的影响规律；研究成果于2012年发表在国际知名流体力学杂志J. Fluid Mech.上;（2）提出和实现了一种新型高阶FD-q有限差分格式用于方腔槽道流的整体线性稳定性计算，极大提高了各个模态特征谱的计算效率，可以用于方腔槽道流线性稳定性最优瞬态增长计算；相关研究成果将正式发表在2016年度的《计算物理》杂志上。本项目的开展加深了对双流体泊肖叶-瑞利-伯纳德流动三维整体线性稳定性的认识，锻炼了申请人（及团队）在流动整体线性稳定性分析中的各项技术的应用能力，为更加复杂的流动问题的整体稳定性分析提供了技术储备和积累了研究经验。