Dynamics of a convective system with a floating extended thermal insulator
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2022-3-38-47Abstract
The paper presents an experimental study of a convective flow in a rectangular cell of length L, width W and depth H, filled with water, heated from the bottom and cooled from the top, with a heat-insulating disk floating at a fixed height h (the disk diameter is slightly smaller than the cavity width). Such a system exhibits a range of modes, including periodic movements of the float along the cavity, chaotic motions of various types, and drift of the disk to the edge of the cavity without further movements. In addition to the Rayleigh, Prandtl numbers and the cavity dimension ratio (L/H), usual for convective systems, the structure of convective flows in the cavity depends on geometric parameters associated with the floating disk: the relative height of the body position (h/H) and the body size to the cavity length ratio (D/L). Experiments were performed for fixed W=100mm, H=40mm, D=98mm, and h=4mm, but different lengths 170mm < L < 500mm. It is shown that periodic motions occur only in a limited range of the body size to the cavity size ratio. As the length of the cavity increases, a chaotic mode of intermittent motion of the disc occurs; at the maximum cavity length considered, the disk is shifted to the extreme position and remains there. The structure of the convective flow at different phases of periodic motions has been reconstructed by PIV (particle image velocimetry) technique.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.