貝納德對流

貝納德對流

貝納德對流(Benard convection)是一種流體自組織現象,由法國人貝納德(Benard,C.)於1900年發現。

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正文


當由底部加熱水平金屬板上的流體薄層時,開始只有微觀的熱傳導而宏觀上保持靜止。但當溫度梯度超過某臨界值時,流體會突然出現宏觀可見的對流圖案結構。當上表面為自由時,從上向下可見其形狀為六角形格子;而上表面亦有平板約束時,從側面觀察則可見對流呈兩兩相背方向的旋轉捲筒狀. 這種現象稱為貝納德對流。後人進一步研究發現,其失穩條件為瑞利數
貝納德對流
貝納德對流
達到某臨界值,其中g為重力加速度,月為流體體積膨脹係數,k為熱導率,v為運動粘性係數,d為流體層厚度,DT為流體上下面溫差值。貝納德對流是非平衡系統自組織或耗散結構現象的早期例子(參見“耗散結構理論”).