Kelvin-Helmholtz-instabilitet

mini|høgre|300px|KH-instabilitet på planeten Saturn.
mini|høgre|300px|KH-instabilitet som er synlig i skyer over Mount Duval i Australia.

Kelvin-Helmholtz-instabilitet kan oppstå når det eksisterer et vertikalt skjær i fluid eller når det er stor nok fartsforskjell i grenseflaten mellom to fluidlag med forskjellig tetthet. Teorien kan brukes til å forutse ved hvilket tidspunkt et fluid blir instabilt og ved hvilket tidspunkt en strøm går over til å bli turbulent i et flui alt etter hvor stor tetthet og fart fluidstrømmene har. Herman von Helmholtz studerte dynamikken i to fluider med forskjellig tetthet når det oppstår en liten forstyrrelse, som en bølge, på grenseflaten mellom fluidene. 

Vi kan tenke oss to fluider med forskjellig tetthet som beveger seg parallelt med forskjellig fart. Hvis en ignorerer overflatespenningen og har bølger med kort nok bølgelengde, vil grenseflaten mellom væskene være ustabil uansett farten til væskestrømmene. Men siden det eksisterer en overflatespenning, vil grenseflaten være stabil for korte bølgelengder, og teorien kan da forutse hvor stor fart væskene må ha for å bli ustabile. Når en har overflatespenning med i teorien kan en forutse når det vil bli dannet bølger i tilfellet vind over vann. 

Når fordelingen av tetthet og fart stadig endrer seg (med det lettere laget øverst, slik at væsken er Rayleigh-Taylor-stabil) kan en bruke Richardsontallet, Ri, for å fortutse ved hvilket tidspunkt det oppstår KH-instabilitet. Vanligvis er et lag ustabil for Ri<0,25. 

Disse effektene er forholdsvis vanlige i skylag. 

 Se også 
 Rayleigh-Taylor-instabilitet

 Kilder 
Science Direct

Kategori:Fluiddynamikk
Kategori:Atmosfærisk dynamikk
Kategori:Termodynamikk