对流边界层的Lyapounov稳定性分析

针对一个简单的大气边界层干热对流模式,根据耗散结构理论及Ｌｙａｐｏｕｎｏｖ第二稳定性理论,分析了热对流边界层的热力学和动力学稳定性,并将二者结合构造了一个广义Ｌｙａｐｏｕｎｏｖ函数,进而在小扰动下给出了边界层的非平衡定态（参考态）发生不稳定的临界Ｒａｙｌｅｉｇｈ数和对流得以发展的临界浮力加速度。数值试验结果与理论分析一致。     

对流涡自组织过程的数值研究

利用一个简化的浅对流模式，从非线性热力学观点出发，分析了热对流涡的自组织过程，揭示了系统熵收支与对流涡的形成及发展过程的关系。结果表明，系统失稳构成了对流涡形成的触发过程；在对流涡的发展过程中，涡的非线性自组织是对流涡组合兼并的动力学原因，而与这一过程相对应的负熵流是引起涡自组织并最终维持对流涡有序结构的非线性热力学原因。