The motion and interaction of threedimensional plumes in a thin vertical layer
Direct three-dimensional numerical modeling of the plumes interaction and its lifting dynamics in a thin vertical layer heated from below by several local sources is carried out with the help of the OpenFOAM computational package. This integrable platform is meant for calculations in the area of continuous media mechanics. Animated images for different numbers of heaters are obtained to demonstrate the behavior of thermal plums at an arbitrary instant of time. The plumes of the viscous-nondiffusive type are considered predominantly. It has been shown that the temperature field inhomogeneity of the same plumes disperses slowly in the plane perpendicular to the stream velocity in comparison with the convective heat transfer in the direction of fluid movement. The calculations based on the equations of thermal convection in addition to the analysis of velocity and pressure fields permit one to explain the effects of plumes mutual interaction and attraction to the nearest narrow vertical boundary.
Keywords
взаимодействие тепловых плюмов,
тонкий вертикальный слой,
3Б-численное моделирование,
interaction of thermal plumes,
thin vertical layer,
3D numerical modelingAuthors
| Gavrilov Konstantin Alekseevich | Perm State University | gavrilov_k@inbox.ru |
| Demin Vitaly Anatol'evich | Perm State University | demin@psu.ru |
| Popov Eugene Andreevich | Perm State University | evjeniy.p@gmail.com |
Всего: 3
References
Lappa M. Thermal Convection: Patterns, Evolution and Stability. UK: Wiley, 2010. 670 p.
Полудницин А.Н., Шарифулин А.Н. Динамика спирального конвективного плюма в жидкости с большим числом Прандтля // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2013. № 6. С. 29-32.
Hier Majumder C.A., Yuen D.A. and Vincent A. Four Dynamical Regimes for a Starting Plume Model // Phys. Fluids. 2004. V. 16. No. 5. P. 1516-1531.
Гаврилов К.А., Демин В.А., Попов Е.А. Режимы всплытия тепловых плюмов в вертикальном слое // Вычислительная механика сплошных сред. 2013. Т. 6. № 3. С. 261-268.
Ferziger J.H., Peric M. Computational Methods for Fluid Dynamics. New York: Springer, 2002. 423 p.
Гаврилов К.А., Демин В.А., Попов Е.А. Моделирование трехмерных конвективных течений с помощью пакета OpenFOAM // Вестник Пермского университета. Сер. Математика, механика, информатика. Пермь: Изд-во Пермск. ун-та, 2012. Вып. 3(11). С. 23-28.
Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 392 с.
Бабушкин И.А., Кондрашов А.Н., Сбоев И.О. Развитие конвективного факела в вертикальном слое // Вестник Пермского университета. Сер. Физика. Пермь: Изд-во Пермск. ун-та, 2012. Вып. 4 (22). С. 101-105.
Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 1963. 708 с.
Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. М.: Атомиздат. 1976. 1008 с.
Moses E., Zocchi G. and Libchaber A. An Experimental Study of Laminar Plumes // J. Fluid Mech. 1993. V. 251. P. 581-601.
Moses E., Zocchi G., Procaccia I., and Libchaber A. The Dynamics and Interaction of Laminar Thermal Plumes // Europhys. Lett. 1991. V. 14 (1). P. 55-60.
Тарунин Е.Л. Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции. Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1990. 228 с.
