Свободноконвективный теплообмен в дифференциально обогреваемой вертикальной полости при дополнительном подводе тепла через нижнюю стенку

В работе представлены результаты численного исследования структуры течения и теплообмена в вертикальной замкнутой прослойке различной относительной высоты $A=H/L=4$–$16$ при вариации теплоподвода к ее дну. Вертикальные стенки были изотермическими, верхняя — адиабатической, а к нижней равномерно подводился тепловой поток. Численно решались нестационарные уравнения Навье–Стокса в двумерной постановке для ламинарного режима течения. При малых числах Рэлея ($\mathrm{Ra}\approx10^3$), когда внутри прослойки превалирует кондуктивный теплоперенос, влияние подвода теплоты снизу приводит к изменению теплопередачи только в непосредственной окрестности дна. С ростом числа Рэлея и величины подводимой теплоты наблюдается дестабилизация течения, приводящая к сильной неравномерности плотности теплового потока по высоте стенки. При этом на горячей вертикальной стенке тепловой поток при определенных числах Рэлея и нагревах снизу может изменить знак на противоположный.