Análisis numérico de ondas viajeras lineales en la convección de Rayleigh-Bénard rotativa con una pared lateral adiabática
Autores: Tagawa, Toshio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis numérico de ondas viajeras lineales en la convección de Rayleigh-Bénard rotativa con una pared lateral adiabática
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Convección
Ondas viajeras
Número de Rayleigh
Número de Taylor
Número de Prandtl
Fuerza centrífuga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En los problemas de Rayleigh-Bénard en rotación, puede ocurrir convección con ondas viajantes cerca de las paredes laterales. El número de Rayleigh, el número de Taylor y el número de Prandtl están involucrados en este fenómeno, y el modo de convección se determina dependiendo de sus valores. Nos centramos en el inicio de esta convección con ondas viajantes bajo la suposición de que se desprecia la fuerza centrífuga. Al realizar análisis de estabilidad lineales bidimensionales asumiendo la periodicidad del flujo y los campos de temperatura a lo largo de la dirección de la pared lateral, investigamos el efecto del número de Taylor y el número de Prandtl sobre el número crítico de Rayleigh y también intentamos entender el fenómeno cualitativamente a través de visualizaciones tridimensionales. Se mostró que a medida que aumenta el número de Taylor, el número de onda, el número de Rayleigh y la velocidad de fase tienden a aumentar. Por otro lado, a medida que disminuye el número de Prandtl, el número de onda y el número de Rayleigh disminuyen, pero la velocidad de fase aumenta. Los análisis actuales sugieren que es poco probable que surjan modos de convección localizados cerca de las paredes laterales en casos de bajo número de Prandtl, que son comparables a los de los metales líquidos.
Descripción
En los problemas de Rayleigh-Bénard en rotación, puede ocurrir convección con ondas viajantes cerca de las paredes laterales. El número de Rayleigh, el número de Taylor y el número de Prandtl están involucrados en este fenómeno, y el modo de convección se determina dependiendo de sus valores. Nos centramos en el inicio de esta convección con ondas viajantes bajo la suposición de que se desprecia la fuerza centrífuga. Al realizar análisis de estabilidad lineales bidimensionales asumiendo la periodicidad del flujo y los campos de temperatura a lo largo de la dirección de la pared lateral, investigamos el efecto del número de Taylor y el número de Prandtl sobre el número crítico de Rayleigh y también intentamos entender el fenómeno cualitativamente a través de visualizaciones tridimensionales. Se mostró que a medida que aumenta el número de Taylor, el número de onda, el número de Rayleigh y la velocidad de fase tienden a aumentar. Por otro lado, a medida que disminuye el número de Prandtl, el número de onda y el número de Rayleigh disminuyen, pero la velocidad de fase aumenta. Los análisis actuales sugieren que es poco probable que surjan modos de convección localizados cerca de las paredes laterales en casos de bajo número de Prandtl, que son comparables a los de los metales líquidos.