流體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的簡(jiǎn)介

某種形態(tài)的流體運(yùn)動(dòng)受初始擾動(dòng)后恢復(fù)原來(lái)形態(tài)的能力。若運(yùn)動(dòng)能 恢復(fù)原來(lái)形態(tài)，則流體的運(yùn)動(dòng)為穩(wěn)定的，反之為不穩(wěn)定的。1883年O.雷諾首次做了層流過(guò)渡為湍流的實(shí)驗(yàn)，后來(lái)人們認(rèn)識(shí)到這種過(guò)渡是層流的一種失穩(wěn)現(xiàn)象。不少自然現(xiàn)象和工程技術(shù)問(wèn)題，例如臺(tái)風(fēng)形成、大氣波動(dòng)、邊界層過(guò)渡、激光核聚變中球面壓縮等，都涉及流體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題。
流體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論研究流體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的條件和失穩(wěn)后流動(dòng)的發(fā)展變化，包括過(guò)渡為湍流的過(guò)程。從理論上研究流體運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性時(shí)，常從擾動(dòng)量（包括擾動(dòng)速度等）變化著手。如果假定擾動(dòng)為無(wú)限小，可建立小擾動(dòng)理認(rèn)，即線性化理論；如果擾動(dòng)為有限值，可建立有限擾動(dòng)理論。
層流向湍流過(guò)渡，必從失穩(wěn)開(kāi)始。但失穩(wěn)后可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N層流，而不一定過(guò)渡為湍流。Л.Д.朗道1944年提出一種可能的過(guò)渡形式：隨著某流動(dòng)參數(shù)（例如雷諾數(shù)）的逐漸增大，原先的層流失穩(wěn)并變?yōu)榱硪环N穩(wěn)定層流；參數(shù)繼續(xù)增大時(shí)，此層流將再失穩(wěn)而變?yōu)榱硪环N更復(fù)雜的層流，如此繼續(xù)下去，終于失去層流的規(guī)則性而轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?。這種過(guò)程稱為重復(fù)分岔。小擾動(dòng)理論可用于求第一個(gè)分岔點(diǎn)。對(duì)于某些流動(dòng)，例如熱對(duì)流和兩同軸圓筒間的庫(kù)埃特流，實(shí)驗(yàn)已證實(shí)存在第一和第二個(gè)分岔點(diǎn)；而另外一些流動(dòng)，例如圓管中的泊肅葉流（見(jiàn)管流），一旦失穩(wěn)，總是立即轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌?/p>