摘要
<正>作为基本湍流类型之一,热湍流流动特征有别于壁湍流和自由剪切湍流等(例如:热湍流速度和温度场间的双向耦合使其物理特征更丰富,更具普遍性),对其基本规律的探索有助于揭示湍流的本质机理;另一方面,其又与很多工程应用息息相关,如半导体晶体制备过程中的热质对流和溶质分凝现象、核反应堆的安全散热问题等。理解浮力在热湍流中的作用、将实验室尺度和参数下的热湍流规律推广到星体尺度和参数范围、理解湍流结构演化与热输运的调控关系等是热湍流研究的重点与难点。瑞利-伯纳德热湍流系统是从众多自然现象中抽象出来的研究热湍流问题的经典流体力学模型,对瑞利-伯纳德系统的研究开始于20世纪之初。20世纪80年代末的“芝加哥对流实验”是一个重要里程碑,此后,现代瑞利-伯纳德系统的研究重心由对系统流动稳定性和混沌模式形成的研究转入对热湍流状态下系统各物理量统计特性的研究。