Patrones vibroconvectivos en una capa bajo vibraciones translacionales de polarización circular
Autores: Kozlov, Victor; Rysin, Kirill; Vjatkin, Aleksei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Patrones vibroconvectivos en una capa bajo vibraciones translacionales de polarización circular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Convección térmica vibracional
Capas horizontales
Oscilaciones translacionales circulares
Número de Rayleigh gravitacional
Convección termovibracional
Patrones vibroconvectivos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este artículo investiga experimentalmente la convección térmica vibracional en capas horizontales, sujetas a oscilaciones translacionales circulares en el plano horizontal. La dirección definida de las vibraciones translacionales carece de investigación, y se considera el caso de una capa calentada desde arriba. A grandes valores negativos del número de Rayleigh gravitacional, la convección termovibracional aparece de manera umbral con un aumento en la intensidad de la vibración. Nuestros resultados muestran que en el caso de una fuerte estabilización gravitacional, la convección termovibracional se desarrolla en forma de patrones con una fuerte anisotropía de períodos espaciales en direcciones ortogonales. Los patrones vibroconvectivos tienen la forma de rollos paralelos divididos a lo largo de su longitud en segmentos relativamente cortos. El grosor de la capa determina la distancia entre los rollos, y la longitud de onda longitudinal depende del número de Rayleigh. Las celdas convectivas se estudian utilizando el método termocrómico no invasivo. Se ha encontrado que al utilizar los trazadores para la visualización del flujo, la concentración y el tipo de partículas visualizadoras tienen un impacto serio en la forma de las estructuras vibroconvectivas observadas. En particular, la presencia de incluso un pequeño número de trazadores (utilizados en el estudio de campos de velocidad mediante el método PIV) genera flujos e intensifica la transferencia de calor por debajo del umbral de excitación de la convección termovibracional.
Descripción
Este artículo investiga experimentalmente la convección térmica vibracional en capas horizontales, sujetas a oscilaciones translacionales circulares en el plano horizontal. La dirección definida de las vibraciones translacionales carece de investigación, y se considera el caso de una capa calentada desde arriba. A grandes valores negativos del número de Rayleigh gravitacional, la convección termovibracional aparece de manera umbral con un aumento en la intensidad de la vibración. Nuestros resultados muestran que en el caso de una fuerte estabilización gravitacional, la convección termovibracional se desarrolla en forma de patrones con una fuerte anisotropía de períodos espaciales en direcciones ortogonales. Los patrones vibroconvectivos tienen la forma de rollos paralelos divididos a lo largo de su longitud en segmentos relativamente cortos. El grosor de la capa determina la distancia entre los rollos, y la longitud de onda longitudinal depende del número de Rayleigh. Las celdas convectivas se estudian utilizando el método termocrómico no invasivo. Se ha encontrado que al utilizar los trazadores para la visualización del flujo, la concentración y el tipo de partículas visualizadoras tienen un impacto serio en la forma de las estructuras vibroconvectivas observadas. En particular, la presencia de incluso un pequeño número de trazadores (utilizados en el estudio de campos de velocidad mediante el método PIV) genera flujos e intensifica la transferencia de calor por debajo del umbral de excitación de la convección termovibracional.