Режимы всплытия тепловых плюмов в вертикальном слое
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2013.6.3.29Ключевые слова:
конвективный факел на начальной стадии (тепловой плюм), тонкий вертикальный слой, численное моделирование, трехмерные течения, пакет OpenFOAM, взаимодействие плюмовАннотация
Проведено теоретическое исследование динамики тепловых плюмов (конвективных факелов на начальной стадии) в тонком вертикальном слое при центральном подогреве снизу. Расчеты выполнены в 3D-постановке с помощью открытого программного пакета OpenFOAM, представляющего собой интегрируемую платформу для численного моделирования задач механики сплошных сред. В ходе численного моделирования классифицированы четыре основных режима всплытия плюмов: вязко-теплопроводный, вязко-нетеплопроводный, невязко-теплопроводный, невязко-нетеплопроводный. Для разных режимов подъемного движения получены анимационные изображения, иллюстрирующие поведение тепловых плюмов в зависимости от времени. Проанализировано влияние формы ножки и головки конвективного факела на скорость всплытия. Численно изучено взаимодействие двух синхронно движущихся плюмов, дано объяснение формирования их общего теплового фронта.
Скачивания
Библиографические ссылки
Lappa M. Thermal convection: patterns, evolution and stability. – UK: Wiley, 2010. – 670 p. DOI
2. Tritton D.J. Physical fluid dynamics. – USA: Oxford University Press, 1988. – 520 p.
3. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. – М.: Мир, 1986. – 184 с.
4. Kaminski E., Jaupart C. Laminar starting plumes in high-Prandtl-number fluids // J. Fluid Mech. – 2003. – V. 478. – P. 287-298. DOI
5. Moses E., Zocchi G., Libchaber A. An experimental study of laminar plumes // J. Fluid Mech. – 1993. – V. 251. – P. 581-601. DOI
6. Moses E., Zocchi G., Procaccia I., Libchaber A. The dynamics and interaction of laminar thermal plumes // Europhys. Lett. – 1991. – V. 14, N. 1. – P. 55-60. DOI
7. Hier Majumder C.A., Yuen D.A., Vincent A.P. Four dynamical regimes for a starting plume model // Phys. Fluids. – 2004. – V. 16, N. 5. – P. 1516-1531. DOI
8. Бабушкин И.А., Глухов А.Ф., Демин В.А., Дягилев Р.А., Маловичко Д.А. Сейсмоприемник на основе ячейки Хеле-Шоу // Прикладная физика. – 2008. – № 3. – С. 134-140.
9. Бабушкин И.А., Глухов А.Ф., Демин В.А., Зильберман Е.А., Путин Г.Ф. Измерение инерционных микроускорений с помощью конвективных датчиков // Поверхность. – 2009. – № 2. – С. 72-77.
10. Бабушкин И.А., Демин В.А., Пепеляев Д.В. Принципы регистрации инерционных сигналов с помощью конвективных датчиков // Известия ТПУ. – 2010. – Т. 317, № 4. – С. 38-43.
11. Ferziger J.H., Peric M. Computational methods for fluid dynamics. – New York: Springer, 2002. – 423 p.
12. Гаврилов К.А., Демин В.А., Попов Е.А. Моделирование трехмерных конвективных течений с помощью пакета OpenFOAM // Вестник ПГУ. Математика, механика, информатика. – 2012. – № 3. – С. 23-28.
13. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. – М.: Наука, 1972. – 392 с.
14. Бабушкин И.А., Кондрашов А.Н., Сбоев И.О. Развитие конвективного факела в вертикальном слое // Вестник ПГУ. Физика. – 2012. – № 4. – С. 101-105.
15. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Физматлит, 1963. – 708 с.
16. Кикоин И.К. Таблицы физических величин: Справочник. – М.: Атомиздат, 1976. – 1008 с.
17. Гаврилов К.А., Демин В.А., Попов Е.А. Динамика тепловых плюмов в ячейке Хеле-Шоу // Вестник ПГУ. Физика. – 2012. – № 4. – С. 29-33.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2013 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
