摘 要 貝納德對(duì)流是在從下方加熱的流體的平面水平層中發(fā)生的一種自然對(duì)流現(xiàn)象。研究此現(xiàn)象對(duì)于深刻認(rèn)識(shí)耗散結(jié)構(gòu)的物理圖像以及流體在混沌系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)具有重要意義。為研究其產(chǎn)生的條件以及物理特性，本文建立流體模型，從基本控制方程組出發(fā)，導(dǎo)出在固定邊界條件下物理量滿足的特征方程，利用重要的無(wú)量綱數(shù)———瑞利數(shù)Ra來表征是否發(fā)生對(duì)流，并推導(dǎo)出從靜態(tài)突變至穩(wěn)定對(duì)流的臨界值Rc1=1708。 在理論結(jié)果的基礎(chǔ)上，使用COMSOL Multiphysics 進(jìn)行了仿真模擬，所得結(jié)果符合理論預(yù)言，且通過導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫進(jìn)一步分析了液體的運(yùn)動(dòng)特性。為考察溫度梯度較大時(shí)對(duì)流的第二次失穩(wěn)，引入洛倫茲方程組理論求解，獲得了第二個(gè)臨界值Rc2=46177。據(jù)此得到貝納德對(duì)流的產(chǎn)生條件為Rc1

關(guān)鍵詞 瑞利貝納德對(duì)流;耗散結(jié)構(gòu);流體力學(xué)