×

表面张力最小的液体层中的热毛细流动。 (英语) Zbl 0927.76024号

许多研究人员在各种初始假设下研究了液体层中的热毛细流动问题。本文获得了水平刚性平面上粘性薄层中稳态二维Navier-Stokes方程和温度方程的精确相似解。该层的上自由表面暴露于恒定性质的静止环境气体中,假设其平坦且不变形,这是相似解存在的关键假设。在热状态下,液体层以三种不同的方式受到温度梯度的影响,既有横向的,也有流向的。假设表面张力与温度呈二次函数关系,而液体的所有其他物理特性均为常数。重力保留在Navier-Stokes方程中,而浮力和能量方程中的耗散项被忽略。与通常的惯例相反,本文中,(M)代表无量纲Navier-Stokes方程中的雷诺数(Re),(对于这位评论员来说,这是一个误导性的名称),即马兰戈尼数。给出了不同(M)和Prandtl数(Pr=1)的流型和温度场。通过数值研究,作者得出结论:对于大于某一值的M,问题的解不存在。

MSC公司:

76D45型 不可压缩粘性流体的毛细管(表面张力)
76R05型 强迫对流
80A20型 传热传质、热流(MSC2010)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Vochten,R.,P?变压器?,G.J.:研究气固界面的可逆吸附热。《胶体界面科学杂志》42,320-327(1973)。 ·doi:10.1016/0021-9797(73)90295-6
[2] Legros,J.C.:与表面张力非线性变化相关的问题。天文学报13697-703(1986)。 ·doi:10.1016/0094-5765(86)90020-2
[3] 马里兰州林堡-芬丹?变压器?,G.,Legros,J.C.:表面张力最小值对热毛细血管对流的影响。PCH物理化学。Hydrodyn.6301-310(1985)。
[4] Legros,J.C.,Limbourg-Fontaine,M.C.,P?变压器?,G.:最小表面张力和Marangoni对流。摘自:《流体动力学与空间》,《欧空局交响乐会议录》。,罗德-圣杰内斯,6月25日至26日(ESA SP-265),第137-143页(1986年)。
[5] Platten,J.K.,Villers,D.:关于具有不同加热侧壁的容器中的热毛细流动。内容:物理化学流体力学。界面现象(Velarde,M.G.编辑),第311-336页。纽约:Plenum出版社,1988年。
[6] P?变压器?,G.,Azouni,M.A.,Tshinyama,K.:乙醇-水溶液-空气界面的Marangoni对流。申请。科学。第50号决议,97-106(1993年)。 ·doi:10.1007/BF00849547
[7] Napolitano,L.G.,Golia,C.,Viviani,A.:非线性张力对空腔中组合自由对流的影响。《电子技术》63,29-36(1984)·Zbl 0559.76083号
[8] Villers,D.,Platen,J.K.:表面张力最小的系统中的Marangoni对流。PCH物理化学。Hydrodyn.6435-451(1985)。
[9] Dubovik,K.G.,Slavtchev,S.G.:表面张力与温度非线性关系下液体层中热毛细对流的数值模拟。机械。Zhidkosti Gaza,1138-143(1991)(俄语)。
[10] Slavtchev,S.G.,Dubovik,K.G.:在最小表面张力下矩形空腔中的热毛细对流。理论。申请。机械。(索非亚)23,85-90(1992)。
[11] Pukhnatchov,V.V.:薄层中异常热毛细效应的显示。收录于:自由表面液体中的流体动力学和热质传递,(Schreiber,I.R.编辑),第119-127页。新西伯利亚:特普洛菲齐基研究所,1985年(俄语)。
[12] Pukhnatchov,V.V.:弱力场中的热毛细对流。1988年新西伯利亚Teplofiziki研究所第178-88号预印本(俄语)。
[13] Cloot,A.,Lebon,G.:由非线性温度依赖的表面张力引起的Marangoni对流。《物理学杂志》第47卷,第23-29页(1986年)。
[14] 于古帕洛。P.,梁赞采夫,余。S.:自由表面液体的热毛细运动,表面张力与温度呈非线性关系。Fluid Dyn.23752-757(1989)·Zbl 0677.76034号 ·doi:10.1007/BF02614155
[15] Oron,A.,Rosenau,Ph.:关于薄液体层中的非线性热毛细效应。《流体力学杂志》273,361-374(1994)·Zbl 0825.76240号 ·doi:10.1017/S0022112094001977
[16] 于古帕洛。P.、Ryazantsev、Yu。S.,Skvortsova A.V.:热毛细力对自由表面流体运动的影响。Fluid Dyn.24,657-661(1990)·Zbl 0705.76034号 ·doi:10.1007/BF01051714
[17] Brady,J.F.,Acrivos,A.:表面速度加速的通道或管道中的稳定流动。具有反向流动的Navier-Stokes方程的精确解。《流体力学杂志》112127-150(1981)·Zbl 0491.76037号 ·doi:10.1017/S0022112081000323
[18] Davis,S.H.:热毛细不稳定性。每年。《流体力学评论》第19卷,第403-435页(1987年)·Zbl 0679.76052号 ·doi:10.146/annrev.fl.19.010187.002155
[19] Schlichting,H.:边界层理论。纽约:McGraw-Hill,1968年·Zbl 0096.20105号
[20] Terril,R.M.:均匀多孔通道中的层流。Aeron公司。问题15,299-310(1964年)。
[21] Terril,R.M.,Thomas,P.W.:关于均匀多孔管的层流。申请。科学。第21号决议,第37-67号决议(1969年)·Zbl 0179.56904号 ·doi:10.1007/BF00411596
[22] Robinson,W.A.:均匀多孔通道中层流的多个解的存在,通道两侧都有吸力。《工程数学杂志》第10期,23-40页(1976年)·Zbl 0325.76035号 ·doi:10.1007/BF01535424
[23] 希门兹方程的拟等压解。架构(architecture)。机械45689-725(1993)·Zbl 0809.76018号
[24] Samarsky,A.,Nikolaev,E.:求解有限差分方程的方法。莫斯科:Nauka 1978(俄语)。
[25] Riabouchinsky,D.:Quelques considerations sur les movements plans轮换计划。C.R.学院。《科学》1791133-1136(1924)。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。