Buoyancy-thermocapillary convection of volatile fluids under atmospheric conditions

یکی از مسائل کلاسیک مکانیک سیالات، جابجایی در یک لایه مایع با یک سطح آزاد به علت ترکیبی از تنشهای ترموکاپیلی و شناور بودن است. اگر چه مطالعات گسترده ای صورت گرفته است، هنوز کاملا درک نشده است. به طور خاص، اثر تغییر فاز و شرایط مرزی حرارتی در رابطۀ مایع بخار به درستی مشخص نشده است. این دو مسأله مرتبط به طور معنی داری تاثیر قابل توجهی در ثبات جریان و انتقال بین الگوهای مختلف کنتراست دارند. هدف از این مقاله، توسعه و اعتبار یک مدل عددی جامع است که به طور مناسب انتقال حرارت و تغییر فاز را در رابطۀ بخار مایع و همچنین انتقال گرما و بخار در لایه گازی توصیف می کند، که توسط وسیع اکثریت مطالعات نظری با حداقل توجیه ما یک بررسی عددی از جابجایی در یک سلول طولانی با یک مایع و هوا فرار ارائه می دهیم و تغییرات در الگوهای کنترلی را با توجه به تغییرات در گرادیان درجه حرارت اعمال شده اعمال می کنیم. ما همچنین بررسی می کنیم که چگونه تغییرات در ویژگی های مرطوب مایع و محصور جانبی (سه بعدی) بر جریان تاثیر می گذارد. در حالیکه نتایج عددی به طور کلی با مشاهدات تجربی موجود توافق عمومی پیدا شده است، ما همچنین یک پدیده غیر منتظره را کشف کرده ایم: یک منطقه تبخیر در نزدیکی دیوار سرد و یک منطقه تراکم در نزدیکی دیوار داغ.