Моделирование нестационарных неустойчивостей Бенара-Марангони в испаряющихся летучих каплях на нагретой подложке
Гаврилина А.А., Бараш Л.Ю.

Поступила в редакцию: 24 Августа 2020

DOI: 10.31857/S0044451021020152

PDF (7.8M)

Изучаются нестационарные внутренние течения в лежащей на нагретой подложке капле капиллярного размера, испаряющейся в режиме пиннинга контактной линии. Проведено трехмерное моделирование внутренних течений в испаряющихся каплях этанола и силиконового масла. Показано, что для описания потоков Марангони необходимо учитывать диффузию паров в воздухе, теплопередачу во всех трех фазах и тепловое излучение. Уравнения были решены численно методом конечных элементов с использованием программного обеспечения ANSYS Fluent. В результате проведенных вычислений получено нестационарное поведение неустойчивостей Бенара-Марангони (БМ). На первом этапе появляется цветочная структура ячеек БМ вблизи контактной линии. Для меньших контактных углов ячейки увеличиваются и занимают центральную область поверхности капли. Полученные результаты тесно связаны с недавними экспериментальными и теоретическими исследованиями и помогают проанализировать и разрешить связанные с этим вопросы.