● 摘要
本文以考虑厚度变化的自由剪切流二维相干结构为背景的流动，作二次失稳研究，分析流向各位置处三维扰动展向空间尺度选择机制，同时与实验结果进行对比。在已建立的二维非线性相干结构的模型基础上，本文利用二次稳定性理论研究了它的二次不稳定性，对亚谐模式和基本模式进行了比较详细的研究，特别详尽给出了亚谐模式的计算方法。计算结果表明，对亚谐不稳定性，二维扰动增长率最大。对基本频率扰动不稳定性，则存在最不稳定的三维波展向波数。最不稳定的三维波展向波长与流向波长之比与实验值很接近。说明三维相干结构的出现应是存在二维相干结构条件下三维基本扰动失稳的结果。最后得到结论，用能量法考虑流向变化局部平行假设的基础上进行二次失稳分析，可用于研究快速增长的二次失稳问题。还证明了三维相干结构的出现是二维相干结构对三维基本扰动的二次失稳的结果，这种失稳过程对展向波数有很强的选择性。