Supercritical Convection of Water in an Elongated Cavity at a Given Vertical Heat Flux

Abstract

The supercritical modes of water convection are investigated at room temperature in an elongated horizontal cavityes, with a width-to-height ratios of 2 : 1 and 3 : 1. The Prandtl number is assumed to be equal to seven. A constant heat flux is set at the upper free and lower solid boundaries, and the lateral solid boundaries are assumed to be thermally insulated. Calculations carried out by the finite-difference method for values of the Rayleigh number exceeding the critical one by up to thirty times have shown that in the indicated interval of Rayleigh numbers in both cavities in the supercritical region, a single-vortex steady state is realized

Исследуются надкритические режимы конвекции воды при комнатной температуре в вытянутых горизонтальных полостях, с отношением ширины к высоте 2 : 1 и 3 : 1. Число Прандтля полагается равным семи. На верхней свободной и нижней твердой границах задан постоянный тепловой поток, а боковые твердые границы полагаются теплоизолированными. Расчеты, проведенные конечно-разностным методом для значений числа Релея, превышающих критическое до тридцати раз, показали, что в указанном интервале чисел Релея в обоих полостях в надкритической области реализуется одновихревое стационарное состояние