双流体混合对流系统的高精度数值模拟研究

流体混合对流动力特性及其稳定性研究是非线性科学的前沿课题。本项目拟以高阶紧致差分格式为基础, 建立高效、稳健的求解双流体混合Rayleigh-Benard对流系统的高精度数值模拟方法，研究双流体混合对流系统的稳定性及其动力学特性, 揭示系统对流结构的动力特性及其形成机理, 探讨尺寸效应、边界效应以及对流结构对无量纲参数或物性参数的依赖关系, 建立流场、温度场和浓度场模拟结果的数据库。从学科发展的层面看来，本项目研究将有利于深入理解湍流形成机理、深刻揭示分层流体和混合流体中的对流系统的动力学特性、准确模拟复杂几何形状和边界条件下的流体混合过程等；从实际应用的层面看来，将有利于分析大气中的热和污染物质的扩散过程、探索温－盐－流耦合作用下的海洋环流及对气候的影响、认识并控制工业生产中的混合流体对流过程等。