Two subjects which are involved in the method of producing a stratified fluid with a vertical through-flow are dealt with in this paper. (Figure 1.)
One of the most efficiency and simplest method to stratify a fluid in a finite container is to place a fluid between two horizontal conducting plate, give an incompletely conducting sidewall, apply vertical temperature difference stably ( hot above cold ), and pump a small vertical through-flow up to the container through the bottom plate.
It is well-known that this through-flow M causes a boundary layer at the vertical sidewall of a buoyancy layer type, gradually activates this layer, and finally, in the steady state, most of the imposed through flow M goes through the container via this layer.
As a first subject, the stratification process when the imposed through-flow includes a pulsating component, i.e., M=Mo(1+ε $\sin$(ωt)) was concerned. How the time-dependent part of the through-flow affects the whole flow or temperature fields was observed. Especially, it was interesting to look into the possibility of a kind of resonance when the forcing frequency ω is very close to the characteristic frequency of the system.
Second, the through-flow was pumped up into the container through the small hole at the bottom plate, and went out through the small hole at the top plate. The main concern here was whether we can obtain a stably stratified fluid with an almost stagnant interior with a boundary layer at the sidewall by the imposed flow through this restricted part of the bottom plate like through the whole of the bottom plate. In this case, through-flux M was set to be a constant.
수직 관류를 유입시켜 줌으로써 원통용기 내의 유체를 성층화시키는 경우, 정상상태에서는 외부에서 부과한 유량의 거의 모두가 좁은 측벽 내부의 경계층을 통하여 전달되며 그 내부 핵심부분(interior core)은 정지된 상태로서 수직방향으로 거의 선형적인 온도분포를 갖는다.
이때, 이 수직 관류가 맥동하면, 정상상태에서도 핵심 부분이 정지하지 않고 수직방향 속도성분을 갖게 되는데, 이 맥동진동수가 성층유체의 Brunt-$V\ddot{a}is\ddot{a}l\ddot{a}$ 진동수의 근처에 있을 경우에 공명현상을 일으켜서 이 핵심부의 속도의 진폭이 최대가 된다. 그러므로, 수직 관류의 맥동 진동수는 그 부근의 영역을 피하는 것이 바람직하다.
그리고, 수직 관류를 밑판의 제한된 부분으로만 불어주는 경우에도 부과유량의 대부분을 흡수하는 측벽 경계층과 선형적인 온도분포를 갖는 정지된 핵심부를 얻을 수 있다. 다만, 이때에 유입속도를 너무 크게할 경우 관류가 핵심부에 깊게 침투하여 위의 상태를 유지하지 못 함에 주의하여야 한다.
