آنالیز پایداری جریان جابجایی آزاد با تغییر خواص فیزیکی به کمک تئوری پایداری خطی

در این مطالعه به بررسی اثر تغییرات خواص فیزیکی سیال از جمله لزجت سینماتیکی و ضریب پخش حرارتی بر روی ناپایداری اولیه جریان جابجایی آزاد رایلی بنارد به صورت نیمه تحلیلی پرداخته شده است. بر این اساس معادلات حاکم بر لحظه شروع جابجایی آزاد با استفاده از پارامترهای اغتشاش دما و اغتشاش سرعت و با حل پایه هدایت خالص محاسبه گردیده است. با کمک تئوری پایداری خطی و شرط پایداری در فضای موج گونه، می توان کمینه مقدار رایلی را به عنوان رایلی بحرانی در دستگاه معادلات مقدار ویژه مذکور تعریف نمود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تابع عدد موج بحرانی نسبت به پارامترهای موثر در تغییر خواص، یک تابع زوج بوده و رفتار کاملا متقارن نسبت به مقادیر قرینه از خود نشان می دهد. هم چنین وابستگی دامنه و فرکانس نوسان اغتشاشات دما و سرعت بر اساس پارامترهای موثر در تغییرات خواص مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج تحلیل گردید. می توان گفت رفتار رایلی بحرانی نسبت به تغییرات ضریب پخش حرارتی و لزجت سینماتیکی کاملا معکوس است و لذا اثر همزمان آنها در حل معادلات منجر به کاهش بازه نوسان رایلی بحرانی خواهد شد.