В журнале «International Journal of Heat and Mass Transfer» опубликована статья сотрудников ИМСС УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) А.Ю. Васильева и А.Н. Сухановского «Physical mechanism of the convective heat flux increasing in case of mixed boundary conditions in Rayleigh-Bénard convection», посвященная конвективному теплопереносу в случае смешанных граничных условий.

Актуальность работы обусловлена тем, что неоднородное пространственное распределение источников тепла является характерным как для природных, так и для технологических систем.

Основной целью исследования является описание физического механизма, обеспечивающего увеличение теплового потока с ростом пространственной частоты распределения нагрева на границе. Различные пространственные конфигурации проводящих пластин, включая фрактальную, рассмотрены для чисел Рэлея от Ra = 107 до Ra = 2.0 × 109. Показано, что механизм интенсификации теплообмена связан с неоднородностью температурного пограничного слоя в случае смешанных граничных условий на дне.

Эта неоднородность является результатом действия нескольких факторов, таких как распределение теплопроводных областей, структура крупномасштабной циркуляции и мелкомасштабных движений над проводящими пластинами. Толщина теплового пограничного слоя сильно зависит от размера проводящих пластин и может быть значительно меньше, чем при классической конвекции Рэлея-Бенара. Этот эффект увеличивает тепловой поток с уменьшением размера нагретых областей.

Sukhanovskii A. Vasiliev A. Physical mechanism of the convective heat flux increasing in case of mixed boundary conditions in Rayleigh-Bénard convection // International Journal of Heat and Mass Transfer,Volume 185, 2022, 122411,ISSN 0017-9310, https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122411.