Развитые нестационарные конвективные течения в вертикальном слое жидкости

Авторы

  • Алексей Викторович Зюзгин (Alexey Zyuzgin) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Дмитрий Анатольевич Брацун (Dmitry Bratsun) Пермский национальный исследовательский политехнический университет

DOI:

https://doi.org/10.17072/1994-3598-2016-2-49-55

Аннотация

Исследовались нестационарные надкритические режимы конвекции в вертикальном слое неоднородно нагретой жидкости в случае наиболее опасных тепловых колебательных возмущений. Известно, что такая задача очень требовательна к протяженности слоя, чтобы высоты полости хватало для развития до состояния взаимодействия тепловых волн во встречных потоках жидкости, удовлетворяя таким образом популярному приближению «бесконечности» слоя. В данном эксперименте относительная высота конвективной камеры почти в семь раз превышала минимально необходимую для начала взаимодействия подъемного и опускного течений. В результате количественно и качественно подтверждены результаты предыдущей работы авторов в части трехмерного численного моделирования и экспериментов со слоем минимально необходимой длины. Помимо этого, показано, что в сверхдлинном слое при значительных надкритичностях реализуются сразу все нестационарные режимы, распределенные по высоте слоя жидкости. Обнаружен ранее не наблюдавшийся хаотический режим движения как результат поэтапного развития неустойчивости.Поступила в редакцию 27.07.2016; принята к опубликованию 26.08.2016

Биографии авторов

Алексей Викторович Зюзгин (Alexey Zyuzgin), Пермский государственный национальный исследовательский университет

кафедра общей физики, профессор

Дмитрий Анатольевич Брацун (Dmitry Bratsun), Пермский национальный исследовательский политехнический университет

кафедра Прикладная физика, заведующий кафедрой

Библиографические ссылки

Gershuni G. Z. Ob ustoichivosti ploskogo konvektivnogo techeniia zhidkosti (On stability of flat convective flow). Technical Physics, 1953, Vol. 23, no. 10, pp. 1838–1844 (In Russian).

Batchelor G. K. Heat transfer by free convection across a closed cavity between vertical boundaries at different temperatures. Quarterly of Applied Mathematics, 1954, Vol. 12, no. 3, pp. 209–233.

Gershuni G. Z., Zhukhovitskii E. M., Nepomniashchii A. A. Ustoichivost' konvektivnykh techenii (Stability of convective flows). M.: Nauka, 1989, 320 p (In Russian).

Gershuni G. Z., Zhukhovitskii E. M., Tarunin E. L. Secondary stationary convective motions in a plane vertical fluid layer. Fluid Dynamics, 1968, vol. 3, no. 5, pp. 86–90.

Tarunin E. L. O vtorichnykh statsionarnykh konvektivnykh techeniiakh v vertikal'nom sloe (On secondary stationary convective flows in vertical layer). Gidrodinamika, Perm’: Perm pedagogical institute, 1972, no. 4, pp. 3–13 (In Russian).

Birikh R. V., Gershuni G. Z., Zhukhovitskii E. M., Rudakov R. N. On oscillatory instability of plane-parallel convective motion in a vertical channel. Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 1972, Vol. 36, no. 4, pp. 707–710.

Korpela S. A., Gozum D., Baxi C. B. On the stability of the conduction regime of natural convection in a vertical slot. International Journal Heat and Mass Transfer, 1973, no. 16, pp. 1683–1690.

Gershuni G. Z., Zhukhovitskii E. M., Sorokin L. E., Tarunin E. L. Secondary vibrational convective motions in a flat vertical layer of liquid. Fluid Dynamics, 1974, vol. 9, no. 1. pp. 72–77.

Sorokin L. E. O nelineinom konvektivnom dvizhenii v ploskom vertikal'nom sloe zhidkosti v oblasti kolebatel'noi neustoichivosti (On nonlinear convective motion in plane vertical fluid layer in oscil-latory instability area). Gidrodinamika, Perm’: Perm pedagogical institute, 1974, no. 5, pp. 127–137 (In Russian).

Zyuzgin A. V., Bratsun D. A., Putin G. F. Nadkriticheskie nestatsionarnye dvizheniia v ploskom vertikal'nom sloe zhidkosti (Supercritical nonstationary motions in a plane vertical fluid layer). Bulletin of Perm University. Series: Physics, 1997, no. 2, pp. 59–76 (In Russian).

Bratsun D. A., Zyuzgin A. V. Method of phase portrait reconstruction and the experimental study of the thermal convection in a plane vertical layer. Bulletin of Perm University. Series: Physics, 1998, no. 4, pp. 148–152 (In Russian).

Bratsun D. A., Zyuzgin A. V., Putin G. F. Nonlinear dynamics and pattern formation in a vertical fluid layer heated from the side. International Journal of Heat and Fluid Flow, 2003, Vol. 24, no 6, pp. 835–852.

Babushkin I. A., Demin V. A. Experimental and theoretical investigation of transient convective regimes in a Hele-Shaw cell. Fluid Dynamics, 2006, Vol. 41, no. 3, pp. 323–329.

Загрузки

Опубликован

2017-03-04

Выпуск

Раздел

Статьи (Regular articles)