О моделировании сложных режимов конвекции Рэлея–Бенара

В двумерной и трехмерной постановках рассмотрена задача о турбулентной конвекции несжимаемой жидкости в прямоугольном параллелепипеде при подогреве снизу. При трехмерном моделировании горизонтальные границы предполагаются свободными от касательных напряжений, а в двумерном – свободными либо жесткими. Показано, что несмотря на наблюдаемые количественные расхождения между результатами трехмерного моделирования и экспериментом по пульсациям скорости и числу Нуссельта, трехмерное моделирование дает правильные степенные законы изменения пульсаций температуры и вертикальной скорости при надкритичности больше 150. При двумерном моделировании аналогичное соответствие наблюдается при сравнительно невысокой надкритичности (примерно до 250). А при высокой надкритичности в двумерной конвекции доминирующим фактором является наличие крупномасштабной структуры, определяющей характеристики течения.