異重流又稱密度流，是因流體密度差異所產生的流動現象，在海洋及大氣環境中相當常見。本研究以直接數值模擬方法探討兩相同密度差之異重流碰撞過程，並深入探究異重流碰撞的紊流及混合現象。異重流碰撞過程可分三個階段，分別是匯聚、湧升及坍塌，由能量的觀點可簡略分成動能轉換成位能，再轉換成動能的過程，並伴隨著能量的耗損，如圖一。碰撞異重流的紊流，可透過雷諾平均的概念能將總能量方程式拆解成平均流場和紊流場來分析，結果顯示平均流場會透過紊流動能生成及紊流浮力通量傳遞能量給紊流場以供給紊流場所需的能量變化，並發現碰撞異重流的紊流動能生成主要發生在匯聚及湧升階段，而紊流浮力通量主要發生在拉升及坍塌階段。異重流的混合不僅發生在重流體和環境流體之間，兩重流體之間也有混合現象。透過流場渦漩結構可發現，湧升階段兩重流體會緊密貼合並拉升，於交接面處會產垂直方向的順逆成對渦漩結構，此結構也是造成兩重流體間產生混合的主因，如圖二。（工科海洋系戴璽恆教授提供） 圖一、對撞異重流密度場隨時間變化。 圖二、異重流碰撞交界面之渦流結構。
異重流又稱密度流，是因流體密度差異所產生的流動現象，在海洋及大氣環境中相當常見。本研究以直接數值模擬方法探討兩相同密度差之異重流碰撞過程，並深入探究異重流碰撞的紊流及混合現象。異重流碰撞過程可分三個階段，分別是匯聚、湧升及坍塌，由能量的觀點可簡略分成動能轉換成位能，再轉換成動能的過程，並伴隨著能量的耗損，如圖一。碰撞異重流的紊流，可透過雷諾平均的概念能將總能量方程式拆解成平均流場和紊流場來分析，結果顯示平均流場會透過紊流動能生成及紊流浮力通量傳遞能量給紊流場以供給紊流場所需的能量變化，並發現碰撞異重流的紊流動能生成主要發生在匯聚及湧升階段，而紊流浮力通量主要發生在拉升及坍塌階段。異重流的混合不僅發生在重流體和環境流體之間，兩重流體之間也有混合現象。透過流場渦漩結構可發現，湧升階段兩重流體會緊密貼合並拉升，於交接面處會產垂直方向的順逆成對渦漩結構，此結構也是造成兩重流體間產生混合的主因，如圖二。（工科海洋系戴璽恆教授提供）
圖一、對撞異重流密度場隨時間變化。
圖二、異重流碰撞交界面之渦流結構。