Численное моделирование конечно-амплитудных пространственных возмущений адвективного термокапиллярного течения в слабо вращающемся слое жидкости в условиях микрогравитации
Автор: Кнутова Наталия Сергеевна, Шварц Константин Григорьевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.11, 2018 года.
Бесплатный доступ
Изучается поведение пространственных конечно-амплитудных возмущений адвективного течения, возникающих при значениях числа Марангони выше критического в слабо вращающемся слое несжимаемой жидкости со свободными недеформируемыми границами в условиях микрогравитации. На границах имеет место теплоотдача по закону Ньютона, а вблизи границ температура среды является линейной функцией координат. Исследование проводится на основе уравнений конвекции в приближении Буссинеска во вращающейся системе отсчета в декартовой системе координат O xyz. Ось вращения совпадает с вертикальной осью O z. Рассматривается два предельных случая: пространственные возмущения в виде валов с осью, перпендикулярной оси O x, и пространственные возмущения другого типа - в виде валов с осью, параллельной оси O x. При наличии вращения в течении имеются все три компоненты скорости, каждая из которых зависит от времени и двух пространственных координат: x и z или y и z. Характер конечно-амплитудных возмущений, возникающих во вращающемся слое жидкости, исследуется численно методом сеток (двухполевым методом)...
Устойчивость, микрогравитация, адвективное течение, вращение, конечно-амплитудные возмущения, конвекция марангони
Короткий адрес: https://sciup.org/143166057
IDR: 143166057 | DOI: 10.7242/1999-6691/2018.11.3.20
Список литературы Численное моделирование конечно-амплитудных пространственных возмущений адвективного термокапиллярного течения в слабо вращающемся слое жидкости в условиях микрогравитации
- Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. Устойчивость конвективных течений. М.: Наука, 1989. 320 с.
- Gershuni G.Z., Laure P., Myznikov V.M., Roux B., Zhukhovitsky E.M. On the stability of plane-parallel advective flows in long horizontal layers//Microgravity Q. 1992. Vol. 2, No. 3. P. 141-151.
- Smith M.K., Davis S.H. Instabilities of dynamic thermocapillary liquid layers. Part 1. Convection instabilities // J. Fluid Mech. 1983. Vol. 132. P. 119-144.
- Smith M.K., Davis S.H. Instabilities of dynamic thermocapillary liquid layers. Part 2. Surface-wave instabilities // J. Fluid Mech. 1983. Vol. 132. P. 145-162.
- Аристов С.Н. Адвективные течения во вращающейся жидкости: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. -Пермь, Изд-во Перм. ун-та, 1987. 13 с.
- Zebib A. Thermocapillary instabilities with system rotation//Phys. Fluids. 1996. Vol. 8. No. 12. P. 3209-3211.
- Аристов С.Н., Шварц К.Г. Вихревые течения адвективной природы во вращающемся слое жидкости. Пермь: Пермский ун-т, 2006. 153 с.
- Aristov S.N., Schwarz K.G. About rotation influence on the large-scale circulation of the horizontal liquid layer thermocapillary flows in zero gravity condition//Microgravity Sci. Technol. 1994. Vol. 7, no. 1. P. 31-35.
- Aristov S.N., Schwarz K.G. Rotating influence on thermocapillary flow in zero-gravity state//Microgravity Sci. and Technol. 1995. Vol. 8, no. 2. P. 101-105.
- Кочинов А.Ю., Шварц К.Г. Конечно-амплитудные возмущения адвективных течений в горизонтальном слое несжимаемой жидкости со свободной верхней границей при слабом вращении//Вычисл. мех. сплош. сред. 2015. Т. 8, № 2. С. 174-187.
- Пухначев В.В. Тепловая конвекция во вращающемся слое жидкости в условиях невесомости//Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2003. Спец. вып. «Нелинейные проблемы механики сплошных сред». С. 281-286.
- Shi W., Imaishi N. Thermocapillary convection in a shallow annular pool of silicone oil//Engineering Sciences Reports, Kyushu University. 2006. Vol. 28, no. 1. P. 1-8.
- Shi W., Li Y.R., Ermakov M.K., Imaishi N. Stability of thermocapillary convection in rotating shallow annular pool of silicon melt//Microgravity Sci. Technol. 2010. Vol. 22. P. 315-320.
- Li H.-M., Shi W.-Y. Thermocapillary convection in a differentially heated two-layer annular system with and without rotation//Int. J. Heat Mass Tran. 2017. Vol. 105. P. 684-689.
- Шварц К.Г. Устойчивость термокапиллярного адвективного течения в медленно вращающемся слое жидкости в условиях невесомости//Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 1. С. 44-58.
- Кнутова Н.С., Шварц К.Г. Исследование поведения и устойчивости адвективного термокапиллярного течения в слабо вращающемся слое жидкости в условиях микрогравитации//Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 3. С. 32-43.
- Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнения Навье-Стокса/Отв. ред. В.С. Авдуевский. М.: Наука, 1987. 272 с.
- Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 392 с.
- Шварц К.Г. Конечно-амплитудные пространственные возмущения адвективного течения во вращающемся горизонтальном слое жидкости//Вычислительные технологии. 2001. Т. 6, Ч. 2, Спец. выпуск. -Труды Международной конференции RDAMM-2001. С. 702-707. (URL: http://www.ict.nsc.ru/ws/NikNik/1459/rep1459.pdf).
- Тарунин Е.Л. Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990. 228 c.
