Abstract. Convection in a fluid layer with a free surface in a cylindrical container nonhomogeneously heated from below was studied experimentally. The heater has a circular form and was placed in the center of the vessel. Such a system in the presents of rotation is very promising for studying the nature of tropical cyclones. In current paper we considered the influence of different geometric parameters on the dynamics of convection flows. For it two experimental setups of different sizes were used. Measurements were done for fluids with different values of Prandtl number and heating powers. It was shown that the structure and intensity of mean flow producing by a horizontal temperature gradient are defined by Rayleigh number Ra. The basic flow leads to unstable temperature stratification over the heating area and the formation of a system of secondary flows. The formation of secondary flows depends on characteristics of thermal boundary layer and is described by local Rayleigh number Ra δ .
В работе экспериментально исследованы процессы теплообмена в горизонтальном слое жидкости, локально подогреваемом снизу. Эксперименты были проведены для различных жидкостей в диапазоне чисел Рэлея Ra от 10 5 до 10 7. Особое внимание было уделено исследованию влияния граничных условий нагрева (условие постоянной температуры нагревателя и постоянного потока тепла) на структуру течения и интенсивность теплообмена. Локальный нагрев в центре приводит к появлению как горизонтального, так и вертикального градиента температуры. Формируется крупномасштабная адвективная ячейка, на фоне которой возникает система вторичных конвективных структур. Мелкомасштабные валы развиваются в пограничном слое над нагреваемой областью, их структура и интенсивность существенно зависят от степени нагрева. В данной статье описано влияние граничных условий нагрева на динамику как основного течения, так и вторичных структур. Получены зависимости интенсивности теплообмена при фиксированной мощности нагревателя и фиксированной температуре.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.