Abstract. The problem of unsteady laminar, incompressible free convection above a horizontal semi-infinite flat plate is studied theoretically. It is assumed that for time t < 0 the plate is hotter than its surroundings and at time t = 0 the plate is suddenly cooled to the same temperature of its surroundings. Three solutions of the momentum and energy equations are obtained, namely (i) an analytical solution which is valid for small time, (ii) an asymptotic analytical solution which is valid for large time, and (iii) a numerical solution which matches these two limiting analytical solutions. It is found that the numerical solution matches the small and large time solutions accurately. Finally, the variation of the velocity, temperature, skin friction and heat transfer on the plate with time are discussed.
Str6mung hinter einer pl6tzlich gekiihlten horizontalen PlatteZusammenfassung. In der Arbeit wird das Problem der freien, inkompressiblen, laminaren und nichtstation~ren Konvektion fiber eine halbunendliche waagerechte Platte theoretisch untersucht. Es wird vorausgesetzt, dab die Platte ffir t < 0 w~rmer als die sic umgebende Flfissigkeit ist und dann im Moment t = 0 pl6tzlich bis auf die Temperatur der Umgebung abgekiihlt wird. Es werden drei L6sungen ffir die Impulsgleichung und die Energiegleichung angegeben, und zwar:(i) eine analytische L6sung ffir kleine Werte des Zeitparameters, (ii) eine asymptotische analytische L6sung ftir grol3e Werte des Zeitparameters und (iii) eine numerische L6sung, die sich den beiden analytischen L6sungen anpal3t. Es wird gezeigt, dab sich die numerische L6sung den L6sun-gen for kleine bzw. grol3e Zeitwerte genau anpaBt. Zum Abschlul3 wird die Ver~inderung der Geschwindigkeit, Temperatur, Wandreibung und des W~rmefibergangs an der Platte in Abh~ngigkeit yon der Zeit behandelt.