Крупномасштабный перенос компонентов металлических расплавов в тонких капиллярах

Выполнено прямое численное моделирование термоконцентрационной конвекции бинарного металлического расплава, заключенного в тонком вертикально ориентированном капилляре при наличии на его боковой поверхности градиента температуры, направленного вертикально вверх. Особое внимание в ходе расчетов было уделено объяснению эффекта продольного разделения смеси на компоненты. Само явление достоверно воспроизводится в разных по постановке экспериментах, однако до сих пор не имеет теоретического обоснования. В предлагаемой модели сделана попытка учесть наиболее важные физические факторы, необходимые для того, чтобы воспроизвести в расчетах все основные эффекты, наблюдаемые в опыте. По результатам вычислительного эксперимента было подтверждено, что наличие продольных градиентов температуры и концентрации совместно с условием несмачивания на боковой поверхности создает опускное термокапиллярное течение, которые вкупе с эффектами адсорбции-десорбции влекут за собой образование объемной неоднородности концентрации компонентов смеси в капилляре.