اولين همايش منطقه اي مهندسي مكانيك- آذر 1385 - دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهر مجلسي

 بررسي ناپايداري و شکل الگوهاي جريان سلولي مسئله ريلي- بنارد

محمدجواد وفايي رستمي1، سينا حاجي طاهري2 و احمد صداقت3

 دانشکده مهندسي مکانيک، دانشگاه صنعتي اصفهان

E-mail: (Sedaghat@cc.iut.ac.ir)

چكيده

در بسياری از پروسه های صنعتی، انتقال حرارت از يک لايه سيال و ناپايداری حرکتی سيال در طراحی پروسه و کيفيت فرايند حائز اهميت است. مسئله ناپايداري لايه اي از سيال که از زير حرارت مي بيند به مسئله ريلي_ بنارد معروف است. در بررسی های اوليه عامل اصلی ناپايداری نيروي شناوري ذرات گرم بالا رونده و نيروی گرانش ذرات سردتر پائين رونده تشخيص داده شدند. ولی آزمايشات بعدی توسط ماراگوني براي لايه های نازکی از سيال، عامل اصلی ناپايداري را گراديان در کشش سطحي دانست. در اين مقاله، ابتدا معادلات ناوير استوکس با استفاده از تخمين بوزينسک، ساده شده و سپس معادلات خطي شده پايداري، بدست مي آيند. با تعريف مودهاي نرمال و اعمال شرايط مرزي براي حالتهاي دو مرز آزاد، دو مرز صلب، و يک مرز آزاد-يک مرز صلب، جوابهاي معادلات پايداري بدست آمدند و عدد موج بي بعد بحرانی و عدد ريلي بحراني، دقيقا محاسبه شدند. نمودارهاي عدد ريلی بر حسب عدد موج بی بعد و الگوهاي جريان سلولي بررسی شده و با يافته های تجربی مقا يسه شده اند.

واژه‌هاي كليدي: ناپايداري هيدرو ديناميکي─  مسئله ريلي- بنارد─  جريانهاي سلولي.