Free-surface flow of confined volatile simple fluids driven by a horizontal temperature gradient: From a comprehensive numerical model to a simplified analytical description
Free-surface flow of confined volatile simple fluids driven by a horizontal temperature gradient: From a comprehensive numerical model to a simplified analytical description
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水平温度梯度驱动的受限挥发性简单流体的自由表面流动：从综合数值模型到简化分析描述
DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118934
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发表时间：
2020
影响因子：
5.2
通讯作者：
Grigoriev, Roman O.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qin, Tongran;Grigoriev, Roman O.
本文研究了水平温度梯度作用下易挥发简单液体受限层中的流动。这个问题有些不寻常的特点是，气体层，其中包含蒸汽和空气的混合物，起着非常重要的作用。由于在自由表面处发生相变，液体层中的平均流动及其稳定性几乎完全由气相中的质量和热量传输控制。为了解释为什么会这样，我们使用numericae模拟的基础上，一个全面的双边运输模型，以激励一个简化的分析描述运输的气相高纵横比的几何形状。这种简化的描述使我们能够计算的界面温度，因此在自由表面的热毛细应力控制在空腔的中心区域的流量，并预测在所施加的梯度的方向上的净热量和质量通量。解析解与数值模拟结果以及前人的相关研究结果吻合得很好。
We study the flow in a confined layer of volatile simple liquid subjected to a horizontal temperature gradient. The somewhat unusual feature of this problem is that the gas layer, which contains a mixture of vapor and air, plays a very important role. Due to phase change occurring at the free surface, the mean flow in the liquid layer and its stability are controlled almost entirely by the mass and heat transport in the gas phase. To explain why this is the case, we use numericae simulations based on a comprehensive two-sided transport model to motivate a simplified analytical description of transport in the gas phase for high-aspect-ratio geometries. This simplified description allows us to compute the interfacial temperature and hence the thermocapillary stresses at the free surface which control the flow in the central region of the cavity and to predict the net heat and mass flux in the direction of the applied gradient. The analytical solutions are found to agree quite well with the results of our numerical simulations as well as the results of relevant previous studies.
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DOI：
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发表时间：
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影响因子：
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作者：
T. Qin;M. Yoda;R. Grigoriev
通讯作者：
R. Grigoriev
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