Drift of a Free-floating Body in a Convective Layer Heated by Radiation

Abstract

The one-dimensional dynamics of a disk floating freely at a fixed depth in a layer of liquid under conditions of natural convection caused by radiation heating was studied experimentally. It was shown that the dynamics of the disk depends on its optical properties. A disk with a light-reflecting surface demonstrated quasi-periodic motions along the cell. The period of oscillations depends on both the length of the cell and the immersion depth of the disk. The light-absorbing or transparent disk is pressed against the side wall after brief wanderings and remains there until the end of the experiment

Экспериментально изучена одномерная динамика диска, свободно плавающего на фиксированной высоте в слое жидкости в условиях естественной конвекции, вызванной радиационным нагревом. Эксперименты показали, что динамика диска зависит от его оптических свойств. Обнаружено, что квазипериодические движения тела наблюдаются только в случае светоотражающей поверхности. Период колебаний при этом зависит как от длины полости, так и от глубины погружения диска. Светопоглощающий, либо прозрачный диск, после непродолжительных блужданий прижимается к боковой стенке и остается там до конца эксперимента