Тепломасоперенос у вільній циліндричній елементарній конвективній комірці з конічно поглибленим дном, яка підігрівається знизу

Автори

Л. С. Бозбєй, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України (61108, Україна, м. Харків, вул. Академічна, 1), e-mail: bozbiei@kipt.kharkov.ua

А. О. Костіков, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна (61022, Україна, м. Харків,
майдан Свободи, 4), e-mail: kostikov@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0001-6076-1942

В. І. Ткаченко, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України (61108, Україна, м. Харків, вул. Академічна, 1),  Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна (61022, Україна, м. Харків, майдан Свободи, 4), ORCID: 0000-0002-1108-5842

Анотація

Розглянуто задачу про теплову конвекцію в’язкої нестисливої рідини у циліндричній елементарній конвективній комірці з конічно поглибленим дном та вільними граничними умовами. Побудовано функції Стокса у циліндричній вільній конвективній комірці з плоскими межами, а також у конічному поглибленні дна комірки. На підставі ефекту Фудзівари отримано модельні розподіли ліній струму Стокса та обуреної температури у циліндричній елементарній конвективній комірці з конічно поглибленим дном та вільними граничними умовами.

Ключові слова: елементарна конвективна комірка, вільні межі, конвективні процеси, теплоперенос, температурний градієнт

Література

1. Strutt, J. W. (Lord Rayleigh). On convection currents in a horizontal layer of fluid when the higher temperature is on the under side / J. W. Strutt (Lord Rayleigh). // Phil. Mag. – 1916. – Vol. 32. – P. 529–546. https://doi.org/10.1080/14786441608635602
2. Гершуни, Г. З. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости / Г. З. Гершун, Е. М. Жуховицкий. – М.: Наука, – 393 p.
3. Гетлинг, А. В. Формирование пространственных структур конвекции Рэлея—Бенара / А. В. Гетлинг // Успехи физических наук. – 1991. – Т. 161, № 9. – С. 1–80.
4. Zierep J. Über rotationssymmetrische Zellularkonvektionsströmungen / J. Zierep // Z. Agev. Mah. – 1958. – Bd. 39, № 7/8. – P. 329–333. https://doi.org/10.1002/zamm.19580380746
5. Koschmieder, E. L. Bénard Cells and Taylor Vortices: monograph on mechanics / E. L. Koschmieder. – Cambridge etc., Cambridge University Press,  1993. – 337 p.  https://doi.org/10.1002/zamm.19940741005
6. БозбейЛ. С. Элементарная конвективная ячейка в слое несжимаемой, вязкой жидкости / Л. С. Бозбей // Сучасні проблеми машинобудування: Тез. доп. конф. молодих вчених та спеціалістів; ІПМаш НАН України. –Харків, 2013. – С. 29.
7. Bozbiei, L. S. Elementary Convective Cell in Incompressible Viscous Fluid and its Physical Properties / L. S. Bozbiei, A. О. Kostikov, V.I. Tkachenko // Mode Conversion, Coherent Structures and Turbulence : Intern. MSS-14, Space Research Institute. – Russia, Moscow, 2014. – P. 322–327.
8. Bozbey, L. S. Formation of Elementary Convective Cell in Horizontal Layer of Viscous Incompressible Fluid / L. S. Bozbey, B. V. Borts, A. O. Kostikov, V. I. Tkachenko // East-European J. of Phys. – 2014. – Vol. 1, № 4. – P. 49–56.
9. Bozbey, L. S. Destruction of Bernard Cells Under Local Irregularities of Thermal Equilibrium and their Forming Over the Bernard Cells / L. S. Bozbiei, A. О. Kostikov, V. I. Tkachenko // East-European J. of Phys.– 2015. – Vol. 2, № 2. – P. 24–33.
10. Винников, С. Д. Гидрофизика: Учеб. для вузов / С. Д. Винников, Б. В. Проскуряков. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 248 с.
11. Ландау, Л. Д. Теоретическая физика: В 10 т. Т. 6. Гидродинамика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. –М.: Наука, 1986. – 736 с.
12. Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. А. Корн, Т. М. Корн. – М.: Наука, 1977. – 832 с.
13. Fujiwhara, S.  The natural tendency towards symmetry of motion and its application as a principle in meteorology / S. Fujiwhara // Quarterly J. of the Royal Meteorological Society. – 1921. – Vol. 47, № 200. – P. 287–292. https://doi.org/10.1002/qj.49704720010

Надійшла до редакції 01 квітня 2016 р.