Конвекция в плоском слое с максимумом плотностистатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 24 января 2020 г.
Аннотация:Проникающая конвекция — это явление, возникающее из-за взаимодействия устойчивой
и неустойчивой областей жидкости, когда возмущения проникают из неустойчивой области в
устойчивую. Характерным примером является конвекция в пресной воде при температурах
вблизи точки максимума плотности 3.98◦C.
В этой работе рассматривается горизонтальный слой воды с изотермическими свобод-
ными границами. Высота слоя фиксирована, в то время как меняется разность температур
на границах. Задача изучается в двумерной постановке псевдоспектральным методом с про-
странственным разрешением до 1024×256. Точка максимума плотности находится в середине
слоя в статическом состоянии.
Рассматривается конвективное движение в ячейке периодичности при отсутствии сред-
него горизонтального потока. Изучается устойчивость решения для больших длин ячейки
периодичности. Далее длина ячейки периодичности для изучения перехода к хаосу выбира-
ется соответственно результатам расчетов на больших масштабах.
Исследуется эволюция режимов с увеличением разности температур на границах. По-
лучены области гистерезиса. С увеличением надкритичности решение становится сначала
периодическим, далее — двоякопериодическим. При дальнейшем увеличении надкритично-
сти возникает перемежаемость с сильными всплесками теплового потока на фоне квазипери-
одического движения. В интервале значений надкритичности, соответствующем режимам с
перемежаемостью, существует окно квазипериодичности. Далее перемежаемость возникает
на фоне нового квазипериодического движения.