流动的失稳及其至湍流的转捩在工程和自然环境中广泛存在。研究稳定性就必须要研究流场对外界不同扰动的感受性和失稳后的时空演化特性。
失稳的流场可能是对流不稳定的(convectively unstable)，也可能是整体不稳定的（globally unstable）。已有的理论、数值和物理实验均认为强迫对流平板边界层是对流不稳定的，但当流场和温度场强耦合时（如自然对流边界层），其时空特性可能发生转化。我们从理论和数值实验上证实对一些特定的壁温分布，自然对流边界层会转为整体不稳定的，这为工程上强化换热提供了一个新思路。
粗糙壁面对管流的影响很早就引起了人们的重视。Nikuradze在1933年就完成了迄今仍是最为系统的实验研究，但在近八十年的时间里人们对粗糙管流的失稳及转捩机制的认识仍是模糊不清的，原因很简单:粗糙单元特征尺度与管径几个数量级的差异使得对粗糙壁感受性问题难以进行理论分析和数值模拟。为了解决上述问题，我们首先针对微小尺度的粗糙元建立了物理模型，分析了粗糙壁对流场的非线性贡献，并进一步提出了粗糙管流的一种失稳机制，理论预测临界值同实验基本吻合。
陶建军，北京大学工学院力学与空天技术系副教授，副系主任，法国科技部博士后基金和德国洪堡基金获得者。主要研究牛顿/非牛顿流体，旋转流及开/闭流系统中的稳定性及层流-湍流转捩问题。
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