Проект РФФИ 14-01-31262 мол_а "Исследование турбулентной конвекции в вертикальных слоях жидкости различной толщины"

Проведено численное и экспериментальное изучение турбулентной конвекции Релея - Бенара в вертикальных слоях жидкости различной толщины с твердыми границами. Проведены прямое численное моделирование на многопроцессорных системах в трех различных постановках: двумерной (2D), трехмерной (3D) и квазидвумерной (Q2D). Численно получены интегральные и локальные значения коэффициента теплопереноса в системе для различных режимов течения. Показано, что результаты Q2D-расчетов, вычислительные затраты на которые оказываются сопоставимы с затратами на 2D-расчет, качественно воспроизводят зависимость числа Нуссельта от аспектного отношения Г. С помощью трехмерной численной модели воспроизведен режим со спонтанными инверсиями крупномасштабной циркуляции (КМЦ) при Г = 0,2, обнаруженный в эксперименте. Экспериментально получены поля энергии турбулентных пульсаций и спектральные плотности энергии пульсаций в отдельных точках полости. При этом числа Релея варьировались в диапазоне 10⁹ < Ra < 10¹⁰, а аспектное отношение Г изменялось от 0,1 до 1,0. Измерения показали, что изменение аспектного отношения влияет не только на средние характеристики конвективной турбулентности в вертикальной щели, но и на ее мелкомасштабные свойства. Проведены эксперименты по исследованию долговременного поведения КМЦ в кубической полости.