底部凝固薄液层流动的稳定性和演化规律

底部凝固薄液层流动的稳定性和演化规律,属于流体流动和凝固耦合问题，是材料流体力学交叉学科的一个重要研究方向。其中涉及的凝固界面的形态稳定性、薄液层的剪切不稳定性、自由表面波一直是材料科学和流体力学工作者研究的热点。本项目采用线性稳定性分析方法研究凝固模态、流体剪切模态和表面波模态之间的相互关系，探讨系统失稳的物理机理。运用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法模拟底部凝固薄液层流动的时空演化过程，验证线性稳定性理论和模型方程的可靠性。结合飞机结冰问题，研究含空气剪切效应的底部凝固薄液层流动问题的稳定性和时空演化规律。通过本项目的开展，理论上可以深入认识流体流动和凝固界面失稳的耦合机理；对我国将要进行的飞机结冰风洞实验，研究结冰冰型和结冰参数的依赖关系，具有重要参考价值。