“分层剪切流(stratified shear flows)”广泛存在于大气、海洋和其它各种不同类型的地球物理流体中。其理论研究的意义在于：在足够高的雷诺数时，这种流动被普遍认为在湍流的转捩中起到关键作用，因此，对密度场不可逆的混合极为重要。Colm-cille P. Caulfield教授致力于分层剪切流的研究，他的研究小组的成果成为了国际上该领域的英伦剑桥学派。

 

　　首先，Caulfield教授由海洋中深层水、海表的洋流的流动解释热、盐的循环。然后，他展示了不同时间的海洋流场的卫星图片，说明海洋中的湍流混合是随时间、空间变化的。同时，他也指出了模拟海洋中湍流混合的困难：海洋的几何上的大尺度与湍流混合小尺度的矛盾。随后，Caulfield教授分别介绍了三个方面的内容：(1) 持续湍流中的长度尺度；(2) “K-H不稳定性(Kelvin-Helmholtz Instability)”导致的“最佳”混合；(3) 平板Couette流中的“T-C不稳定性 (Taylor’s Classy Instability)”。在介绍湍流长度尺度时，Caulfield教授直观地讲解了用声波测量海洋的密度结构的原理。在介绍“T-C不稳定性 (Taylor‘s Classy Instability)”前，Caulfield教授专门回顾了问题的源头，即上个世纪G.I. Taylor在1931年研究分层流问题的文章。最后，Caulfield教授进行了简单总结，并指出海洋湍流与混合的特性仍待进一步研究。

 

         

 

　　报告完毕后，教师和研究生提出了各自的问题，涉及到湍流谱的计算、LES、湍流时间尺度和“浮力雷诺数(buoyancy Reynolds number)”等，Caulfield教授一一做出了非常详细的回答。

 

　　文/李兆辉