Перевод названия: Influence of a heater size on the flow pattern in a two-layer system
Тип публикации: доклад, тезисы доклада, статья из сборника материалов конференций
Конференция: Пермские гидродинамические научные чтения; Пермь; Пермь
Год издания: 2020
Ключевые слова: Marangoni convection, two-layer system, local heating, термокапиллярная конвекция, двухслойная система, локальный нагрев
Аннотация: Изучаются особенности конвекции Марангони в двухслойной системе жидкость-газ при локальном нагреве тепловыми элементами конечного размера, помещёнными на нижнюю и/или верхнюю границу рабочего участка. В рамках приближения Обербека-Буссинеска проводится численное моделирование для исследования характера деформаций поверхности разделПоказать полностьюа и поведения системы в зависимости от размера нагревателя, действующего со стороны подложки. Анализируются амплитуда деформаций межфазной границы и структура теплового и гидродинамческого полей, обсуждается возможность разрыва жидкого слоя заданной толщины, проводится сравнение с известными экспериментальными данными. Показано, что динамика системы существенным образом зависит от размера нагревателя: в жидком слое возможно формирование одиночного или сдвоенного теплового плюма. При увеличении размера зоны локального нагрева возникают переходные режимы, сопровождающиеся изменением числа конвективных ячеек. Результаты исследования могут быть полезны при разработке оптофлюидных технологий, создании высокоэффективных жидкостных сенсоров и систем термического контроля. The features of the Marangoni convection in a liquid-gas bilayer system subjected to a local heating is studied. The thermocapillary flows are induced by action of the thermal elements with finite size placed on the bottom or top of the working segment. The numerical simulation is carried out in the frame of the Oberbeck- Boussinesq approximation to investigate the character of the interface deformations and the system behavior depending on the heater size arranged on the substrate. The deformation amplitude of the phase boundary, the structure of the thermal and hydrodynamical fields are analyzed. A possibility of the rupture of the liquid layer with given thickness is discussed. The comparison of the results of numerical modeling with known experimental data is performed. It was demonstrated that the system dynamics essentially depends on the heater size. Obtained results can be used in development of various fluidic technologies.
Журнал: Пермские гидродинамические научные чтения
Номера страниц: 46-51
Место издания: Пермь
Издатель: Пермский государственный национальный исследовательский университет