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瑞利-泰勒不穩(wěn)性
如果一團較重的流體向下移動而等體積的較輕的流體向上移動，則該狀態(tài)的勢能低于初始狀態(tài)。因此，隨著密度更高的流體在重力場下向下移動，密度更低的材料進一步向上移動，擾動將加劇并導致勢能的進一步釋放。重力的作用加速了一層液體侵入另一層液體的進程，流體界面上一定波長的小擾動會發(fā)展成為不穩(wěn)定的流動，產(chǎn)生湍流及隨之發(fā)生的界面上的湍流混合過程。?
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，最初的擾動從線性生長階段發(fā)展到非線性生長階段，最終形成向上流動的“羽狀柱”和向下流動的“尖峰”。在線性階段，可以通過線性方程來近似逼近流體運動，并且擾動幅度隨時間呈指數(shù)增長。在非線性階段，擾動幅度對于線性近似而言太大，并且需要非線性方程式來描述流體運動。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)定性流的結構（假設其他變量如表面張力和黏度在這里可以忽略不計）。流體密度之差除以它們的總和即為阿特伍德數(shù)。對于阿特伍德數(shù)接近0的情況，瑞利-泰勒不穩(wěn)定流動呈現(xiàn)流體對稱“指狀”的形式。對于阿特伍德數(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。
