Характеристики двухслойного течения с испарением в плоском канале при нагреве снизу

  • В.Б. Бекежанова Институт вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск, Россия)
  • О.Н. Гончарова Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
Ключевые слова: конвективные течения, испарение, точные решения, устойчивость, спектр характеристических возмущений

Аннотация

Исследуются особенности конвективных режимов, возникающих в двухслойной системе в условиях фазового перехода. Математическая модель для описания испарительной конвекции в бесконечном горизонтальном канале основана на аппроксимации Обербека — Буссинеска уравнений Навье — Стокса и соотношениях на термокапиллярной границе раздела. Точное решение определяющих уравнений — аналог решения Остроумова — Бириха — имеет групповую природу и позволяет учесть одновременное наличие горизонтального и вертикального градиентов температуры и влияние термодиффузионных эффектов (прямого и обратного) в парогазовой смеси и на межфазной границе. Описаны тепловая и топологическая структуры совместных течений испаряющейся жидкости и смеси ее паров с инертным газом, изучены характеристики паросодержания в верхнем слое. В работе приведены новые результаты по исследованию устойчивости изучаемого точного решения уравнений конвекции. Представлены типичные формы возникающих характеристических возмущений в условиях равных продольных температурных градиентов на внешних стенках канала и ненулевого поперечного перепада температуры. Описаны определяющие механизмы, отвечающие за формирование каждого типа структур.

DOI 10.14258/izvasu(2018)4-10

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Margerit J. et al. Interfacial nonequilibrium and Benard-Marangoni instability of a liquid-vapor system // Phys. Rev. E. - 2003. - № 68 (041601).

Das K.S., Ward C.A. Surface thermal capacity and its effects on the boundary conditions at fluid-fluid interfaces // Phys. Rev. E. - 2007. - № 75 (065303).

Бекежанова В.Б., Гончарова О.Н. Задачи испарительной конвекции (обзор) // Прикладная математика и механика. - 2018. - Т. 82. - № 2.

Андреев В.К., Капцов О.В., Пухначёв В.В., Родионов А.А. Применение теоретико-групповых методов в гидродинамике. - Новосибирск, 1994.

Андреев В.К., Бублик В.В., Бытев В.О.
Симметрии неклассических моделей гидродинамики. - Новосибирск, 2003.

Пухначев В.В. Симметрии в уравнениях Навье - Стокса // Успехи механики. - 2006. - № 6.

Bekezhanova V.B., Goncharova O.N., Shefer I.A. Analysis of an exact solution of problem of the evaporative convection (Review). Part I. Plane case // J. Sib. Fed. Univ. Math.&Phys. - 2018. - Vol. 11, № 2.

Bekezhanova V.B., Goncharova O.N., Shefer I.A. Analysis of an exact solution of problem of the evaporative convection (Review). Part II. Three-dimensional ows // J. Sib. Fed. Univ. Math.&Phys. - 2018. - Vol. 11, № 3.

Бирих Р.В. О термокапиллярной конвекции в горизонтальном слое жидкости //ПМТФ. - 1966. - № 3.

Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи. Москва ; Ленинград, 1952.
Опубликован
2018-09-14
Как цитировать
Бекежанова, В., & Гончарова, О. (2018). Характеристики двухслойного течения с испарением в плоском канале при нагреве снизу. Известия Алтайского государственного университета, (4(102), 56-61. https://doi.org/https://doi.org/10.14258/izvasu(2018)4-10