開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩定性
如風(fēng)吹過(guò)水面時(shí)，在水面上表面波的不穩定。開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩定性理論可預測不同密度的流體在不同的運動(dòng)速度下不穩定狀態(tài)的發(fā)生，以及層流變成湍流的界限。
H.亥姆霍茲研究了界面處存在諸如波浪之類(lèi)的小擾動(dòng)時(shí)的兩種不同密度流體的動(dòng)力學(xué)特征。對于足夠短的波長(cháng)，如果忽略表面張力，則兩種具有不同速度和密度的平行運動(dòng)的流體會(huì )產(chǎn)生在所有速度下都不穩定的界面。表面張力能抑制短波長(cháng)導致的不穩定性，但是理論預測表明，當速度超過(guò)閾值后仍會(huì )導致不穩定性。研究發(fā)現，控制系統線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)的流體方程具有奇偶時(shí)間對稱(chēng)性，當且僅當奇偶時(shí)間對稱(chēng)性自發(fā)破裂，開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩定性才會(huì )發(fā)生。
對于密度和速度連續變化的分布（較淺的層位于最上），開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩定性的動(dòng)力學(xué)由泰勒-戈德斯坦方程描述，是否誘發(fā)不穩定由理查孫數決定。通常，理查孫數小于0.25的流動(dòng)是不穩定的。
在數值上，以時(shí)間或空間方法模擬開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩定性。在時(shí)間方法中，實(shí)驗人員認為周期性（循環(huán)）腔室中的流體以平均速度（絕對不穩定性）“運動(dòng)”。在空間方法中，實(shí)驗人員使用自然進(jìn)出口條件（對流不穩定性）來(lái)模擬。
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