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《漫話流體運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、風(fēng)乍起，吹皺一池春水—漫話流體運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性王振東??風(fēng)乍起，吹皺一池春水。閑引鴛鴦香徑里，手挼紅杏蕊。斗鴨欄桿獨(dú)倚，碧玉搔頭斜墜。終日望君君不至，舉頭聞鵲喜。?這首受到人們普遍贊賞、傳誦而經(jīng)久不衰的《謁金門》，被評(píng)價(jià)為歷代傳下描寫閨怨的少數(shù)優(yōu)秀詞作之一，作者馮延巳（903～960），字正中，廣陵（今江蘇揚(yáng)州）人，是南唐中主李璟的丞相，也是唐、五代存詞最多的作家。馬令《南唐書·黨與傳下》有一段涉及此詞的記載：延巳有“風(fēng)乍起，吹皺一池春水”之句，皆為警策。元宗嘗戲延巳曰：“吹皺一池春水，干卿何事？”延巳曰：“未如陛下‘小樓吹徹玉笙寒’?！痹趷?。?元宗即南唐中主李璟，他
2、也是一位才情橫溢的著名詞人。這段詼諧的對(duì)話，說明李璟對(duì)此詞贊嘆之情已溢于言表。?“風(fēng)乍起，吹皺一池春水”是這首詞的頭一句，也是全詞最精彩的一句。作者用一個(gè)“皺”字，將春風(fēng)吹拂而過，在水面上蕩漾起細(xì)微波紋，使靜景成為動(dòng)景，把生活中常見的景色寫活了。當(dāng)然馮延巳這里是由景入情，以景寓情，以春水被吹皺，來形容少婦的思緒蕩漾。而“風(fēng)乍起，吹皺一池春水”，從力學(xué)的角度來看，是一幅流動(dòng)不穩(wěn)定性的畫面。馮延巳正是用流動(dòng)不穩(wěn)定性的物理畫錄像，將女主人公不平靜的內(nèi)心世界巧妙地揭示了出來。?美藉華裔流體力學(xué)家易家訓(xùn)1980年在其《Stratifiedflows》（《分層流動(dòng)》）一書中，曾用
3、這一名句以及李璟與馮延巳那段精彩的對(duì)話，作為“流體動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性”一章的開頭。他的好友、中國(guó)科學(xué)院外藉院士馮元楨將這句話用毛筆寫出，放在這本英文著作第四章的起始，讓人看了十分新鮮。流體運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性，是指某種形態(tài)的流體運(yùn)動(dòng)受到某一擾動(dòng)后，不能恢復(fù)到原來形態(tài)的運(yùn)動(dòng)情況。風(fēng)吹過水面引起波浪的不穩(wěn)定性問題，是流體力學(xué)中著名的“風(fēng)生波”問題。實(shí)際上在古詩(shī)詞中，還有不少涉及風(fēng)生波這一流動(dòng)不穩(wěn)定性過程的詩(shī)詞。有關(guān)“風(fēng)生波”的古代詩(shī)詞唐代詩(shī)人韋應(yīng)物有好幾首詩(shī)均涉及了到他所觀察到的風(fēng)生波的現(xiàn)象。如：《野次聽元昌奏橫吹》立馬蓮塘吹橫笛，微風(fēng)動(dòng)柳生水波。北人聽罷淚將落，南朝曲中怨更多。野次
4、即郊外，橫吹是樂府橫吹曲辭，出自北方的軍中音樂，多在馬上演奏。詩(shī)首句寫奏樂者的姿態(tài)，接下來以景寫聲，描繪了眼前景色。樂聲如微風(fēng)使柳枝搖曳，使池塘表面水波蕩漾，掀起了聽者情感的波瀾。哀怨的笛聲，使來自北方的詩(shī)人思鄉(xiāng)之情油然而生，不禁潸然淚下?！端头诔峭踔鞅 飞倌瓿鯉в。谏嫌纸?jīng)過。芳草歸時(shí)遍，情人故郡多。禁鐘春雨細(xì)，宮樹野煙和。相望東橋別，微風(fēng)起夕波。表達(dá)了詩(shī)人傍晚送客遠(yuǎn)行、告別時(shí)對(duì)友朋依戀難舍的深情厚意。送到東橋這個(gè)地方，相互道別，望著客人遠(yuǎn)去，這時(shí)詩(shī)人的心境，己如“微風(fēng)起夕波”那樣不平靜了?！断Υ雾祉艨h》落帆逗淮鎮(zhèn)，停船臨孤驛。浩浩風(fēng)起波，冥冥日沉夕。人歸山郭暗，雁
5、下蘆洲白。獨(dú)夜憶秦關(guān)，聽鐘未眠客。敘說了詩(shī)人黃昏日暮在盱眙縣（唐代屬楚州，今屬江蘇?。┎粗酃麦A時(shí)的見聞與感受，這時(shí)風(fēng)也吹得河面上興起了波浪。元結(jié)《石魚湖上醉歌》長(zhǎng)風(fēng)連日作大浪，不能廢人運(yùn)酒舫。范成大《眼兒媚》春慵恰似春塘水，一片轂紋愁。溶溶曳曳，東風(fēng)無力，欲避還休。春日的慵懶恰似池塘里靜靜的春水，水面上一片漣漪就像春愁泛起。碧碧緩緩波蕩（溶溶曳曳是指蕩漾的樣子），東風(fēng)柔軟無力，水面像要皺起波浪，又將微波抹去。風(fēng)生波是流動(dòng)不穩(wěn)定性的過程當(dāng)風(fēng)突然吹向平靜的池面時(shí)，馬上就會(huì)引起細(xì)小的波浪。而風(fēng)一停止，波浪不久就會(huì)消失。但如果風(fēng)持續(xù)地吹送（或足夠大），則會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波浪，
6、并向著風(fēng)的下沿方向傳播開去，甚至在風(fēng)下沿方向不太遠(yuǎn)的對(duì)岸處，就可以看到波長(zhǎng)超過20厘米的波浪。風(fēng)越強(qiáng)，波浪的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波高也越大，波峰就接二連三地破碎，而變成所謂的白浪（whitecap，亦譯為白冠浪）狀態(tài)?！帮L(fēng)乍起，吹皺一池春水”實(shí)際上描述的是風(fēng)突然吹向平靜的池面，引起細(xì)小波浪的過程，也就是近代流體力學(xué)研究的“風(fēng)生波”這一流體運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性問題，其簡(jiǎn)化的模型亦稱為Kelvin-Helmholtz界面不穩(wěn)定性問題。這種界面不穩(wěn)定性是討論兩層不同密度的流體作平行于其水平界面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的不穩(wěn)定性問題。海面（或水面）上由于風(fēng)而引起波浪的問題，正是這種界面不穩(wěn)定性問題。實(shí)際
7、上造成海浪增長(zhǎng)的不只是相對(duì)速度，還有其他一些原因，所以當(dāng)風(fēng)速遠(yuǎn)小于此值時(shí)，波浪也可能開始增長(zhǎng)。但觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到此值時(shí)，碎浪和蒸發(fā)率都突然增加；且當(dāng)風(fēng)速增大達(dá)到8.88米/秒時(shí)，波浪的臨界波長(zhǎng)可增大到6厘米。用線性穩(wěn)定性理論來研究“風(fēng)生波”問題，只是一種初步的近似。實(shí)際問題由于因素很多（如幅射，湍流邊界層等），還比較復(fù)雜。所謂水波，系指我們附近的水洼、水池、河流中的水所產(chǎn)生的波浪，甚至在湖泊、海洋表面?zhèn)鞑サ娘L(fēng)浪，以及使湖泊和海灣內(nèi)的整個(gè)水體產(chǎn)生顯著振蕩的靜振（seiche）、潮汐波等。由于海洋開發(fā)和利用的需要，風(fēng)浪的發(fā)生機(jī)制問題至今仍是流體力學(xué)和
