- 中文名
- 开尔文-亥姆霍兹不稳定性
- 外文名
- Kelvin–Helmholtz instability
- 不稳定类型
- 切变不稳定
- 不稳定条件
- 里查森数小于0.25
理论
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在一些波长短到一定程度的状态下，如果忽略表面张力，以不同速度平行运动的两种不同密度流体的界面下，在所有速度时都会不稳定。然而，表面张力可抵消短波长的不稳定状态，而理论预测直到达到速度阈值以前都是稳定的。包含表面张力的理论可大致预测在风吹过水面时产生波的界限。
在重力作用下，连续变化的密度和速度分布（较轻的层在上方，所以流体是瑞利－泰勒稳定）使开尔文-亥姆霍兹不稳定性的动力学是以泰勒－戈德斯坦方程描述。而不稳定性开端可由理查逊数（Richardson number，Ri）得知。通常情况下Ri<0.25就会不稳定。这些效应常在云层中出现。对于不稳定性的研究也可应用在等离子体物理学中，例如惯性约束聚变和等离子体－铍的界面。
在数值模式下，开尔文-亥姆霍兹不稳定性是以时间发展或空间发展方式模拟。时间发展方式下采用周期边界条件进行模拟。空间发展方式则采用实际中的入口和出口条件。
简介
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磁流体力学开尔文-亥姆霍兹不稳定性科学原理
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流体运动稳定性理论研究流体运动稳定的条件和失稳后流动的发展变化，包括过渡为湍流的过程。从理论上研究流体运动的稳定性时，常从扰动量（包括扰动速度等）变化着手。如果假定扰动为无限小，可建立小扰动理论，即线性化理论；如果扰动为有限值，可建立有限扰动理论。
波状云两种不同流体有一个明确界面时的稳定问题。包括以下两个问题。
1、瑞利－泰勒稳定问题
2、开尔文－亥姆霍兹稳定问题
即两种流体作平行于水平界面的相对运动时的运动稳定性问题。最简单的例子是两种流体的速度均为常值且方向相同。用v1、v2分别表示上层和下层流体的速度,设ρ1<ρ2,且流体在各方向都伸展至无穷远,当不考虑流体粘性和界面张力时,按照小扰动理论，不论v1-v2为何值，界面都是不稳定的。若考虑界面的表面张力,并用σ表示，则当相对速度满足下式时不稳定：式中g为重力加速度。如果用此模型表示海面由于风吹而引起波浪，则可算出：v1－v2=6.50米/秒时界面失稳而起浪。实际上产生海浪的原因很多，风速远小于此值时也可有浪。但观察发现，风速达到此值时，碎浪和蒸发率将突然增加。此模型的界面是流速不连续面。有的学者还提出两种流体速度在界面处连续的其他模型。
应用范围
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波状云
