瑞利-泰勒不穩(wěn)性
如果一團(tuán)較重的流體向下移動(dòng)而等體積的較輕的流體向上移動(dòng)，則該狀態(tài)的勢(shì)能低于初始狀態(tài)。因此，隨著密度更高的流體在重力場(chǎng)下向下移動(dòng)，密度更低的材料進(jìn)一步向上移動(dòng)，擾動(dòng)將加劇并導(dǎo)致勢(shì)能的進(jìn)一步釋放。重力的作用加速了一層液體侵入另一層液體的進(jìn)程，流體界面上一定波長(zhǎng)的小擾動(dòng)會(huì)發(fā)展成為不穩(wěn)定的流動(dòng)，產(chǎn)生湍流及隨之發(fā)生的界面上的湍流混合過(guò)程。?
瑞利-泰勒不穩(wěn)性的發(fā)展大致可分為線性階段、非線性階段和湍流階段。隨著瑞利-泰勒不穩(wěn)定性的發(fā)展，最初的擾動(dòng)從線性生長(zhǎng)階段發(fā)展到非線性生長(zhǎng)階段，最終形成向上流動(dòng)的“羽狀柱”和向下流動(dòng)的“尖峰”。在線性階段，可以通過(guò)線性方程來(lái)近似逼近流體運(yùn)動(dòng)，并且擾動(dòng)幅度隨時(shí)間呈指數(shù)增長(zhǎng)。在非線性階段，擾動(dòng)幅度對(duì)于線性近似而言太大，并且需要非線性方程式來(lái)描述流體運(yùn)動(dòng)。通常，流體之間的密度差異決定了隨后的非線性瑞利-泰勒不穩(wěn)定性流的結(jié)構(gòu)（假設(shè)其他變量如表面張力和黏度在這里可以忽略不計(jì)）。流體密度之差除以它們的總和即為阿特伍德數(shù)。對(duì)于阿特伍德數(shù)接近0的情況，瑞利-泰勒不穩(wěn)定流動(dòng)呈現(xiàn)流體對(duì)稱“指狀”的形式。對(duì)于阿特伍德數(shù)接近1的流體，較重流體下方的流體輕得多，呈較大的氣泡狀羽狀流。
