Численное исследование некоторых нестационарных режимов естественной конвекции во вращающемся сферическом слое
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.2.22Ключевые слова:
численное моделирование, естественная конвекция, сферический слой, вращениеАннотация
Рассматривается задача исследования естественной конвекции во вращающемся сферическом слое, находящемся в центральном поле силы тяжести. Задача решается численно методом контрольного объема в трехмерной постановке. Представлены результаты численного исследования естественной конвекции при различных значениях скорости вращения внешней границы сферического слоя. Получены нестационарные, периодические во времени режимы конвекции, не обладающие осевой симметрией.
Скачивания
Библиографические ссылки
Полежаев В.И., Никитин С.А. Локальные эффекты теплообмена и температурное расслоение при свободной конвекции в замкнутых объемах // Тр. 4-й Российской национальной конференции по теплообмену. - РНКТ 4, Москва, 23-27 октября 2006 - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - Т 1. - C. 93-98.
Астафьева Н.М. Структуры, формирующиеся во вращающемся сферическом слое под влиянием условий, имитирующих глобальные потоки тепла в атмосфере // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2006. - Т. 3, № 1. - С. 245-256.
Любимова Т.П., Черепанова А.А. Течения, индуцируемые колебаниями нагретой сферы // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2011. - Т. 4, № 3. - С. 74-82.
Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Развитие Земли: учеб. для вузов. - М.: Изд-во МГУ, 2002. - 506 с.
Olson P. Laboratory experiments on the dynamics of the core // Physics of the Earth and Planetary Interiors. - 2011. - V. 187, N. 1-2. - P. 1-18. DOI
Минеев В.Н., Фунтиков А.И. Об измерении вязкости расплавов металлов при высоких давлениях и расчетах вязкости применительно к ядру Земли // УФН. - Т. 174, № 7. - 2004. - С. 727-742. DOI
Кирдяшкин А.Г., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А. Турбулентная конвекция и магнитное поле внешнего ядра Земли // Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41, № 5. - С. 601-612.
Olson P., Driscoll P., Amit H. Dipole collapse and reversal precursors in a numerical dynamo // Phys. Earth. Planet. Inter. - 2009. - V. 173, N. 1-2. - P. 121-140. DOI
Olson P.L., Glatzmaier G.A., Coe R.S. Complex polarity reversals in a geodynamo model // Earth Planet. Sci. Lett. - 2011. - V. 304, N. 1-2. - P. 168-179. DOI
Miyagoshi T., Kageyama A., Sato T. Zonal flow formation in the Earth’s core // Nature. - 2010. - V. 463. - P. 793-796. DOI
Решетняк М.Ю. Вращение внутреннего ядра Земли в модели геодинамо // ДАН. - 2001. - Т. 380, № 5. - С. 15-19.
Glatzmaier G.A. Geodynamo: Numerical simulations. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism / Еds. D. Gubbins and E. Herrero-Bervera. - Springer, 2007. - P. 302-306.
Glatzmaier G.A., Roberts P.H. A three-dimensional convective dynamo solution with rotating and finitely conducting inner core and mantle // Phys. Earth Planet. Inter. - 1995. - V. 91, N. 1-3. - P. 63-75. DOI
Glatzmaier G.A., Roberts P.H. A three-dimensional self-consistent computer simulation of a geomagnetic field reversal // Nature. - 1995. - V. 377. - P. 203-209. DOI
Reshetnyak M., Steffen B. The subgrid problem of thermal convection in the Earth’s liquid core // Numerical Methods and Programming. - 2004. - V. 5. - P. 41-45.
Kageyama A., Yoshida M. Geodynamo and mantle convection simulations on the Earth Simulator using the Yin-Yang grid // J. Phys.: Conf. Ser. - 2005. - V. 16. - P. 325-338. DOI
Водинчар Г.М., Шевцов Б.М. Модель конвекции в сферическом вращающемся слое // Матем. моделирование. - 2009. - Т. 21, №7. - C. 121-128.
Гореликов А.В., Ряховский А.В. Численное моделирование естественной конвекции в сферическом слое // Вестн. Томск. гос. ун-та. Матем. и мех. - 2008. - № 3. - C. 77-84.
Song X., Richards P.G. Seismological evidence for differential rotation of the Earth’s inner core // Nature. - 1996. - V. 382. - P. 221-224. DOI
Su W., Dziewonski A.M., Jeanloz R. Planet within a planet: rotation of the inner core of Earth // Science. - 1996. - V. 274, N. 5294. - P. 1883-1887. DOI
Каулинг Т. Магнитная гидродинамика. - М.: Атомиздат, 1978. - 144 с.
Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.
Ивлиев А.Д., Анахов С.В., Морилов В.В. Температуропроводность железа в твердом и жидком состояниях // Физические свойства металлов и сплавов: юбилейный сборник избранных научных трудов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. - С. 49-56.
Жаров В.Е. Сферическая астрономия. - Фрязино: Век-2, 2006. - 480 с.
###
Polezaev V.I., Nikitin S.A. Lokal’nye effekty teploobmena i temperaturnoe rassloenie pri svobodnoj konvekcii v zamknutyh ob"emah // Tr. 4-j Rossijskoj nacional’noj konferencii po teploobmenu. - RNKT 4, Moskva, 23-27 oktabra 2006 - M.: Izdatel’skij dom MEI, 2006. - T 1. - C. 93-98.
Astaf’eva N.M. Struktury, formiruusiesa vo vrasausemsa sfericeskom sloe pod vlianiem uslovij, imitiruusih global’nye potoki tepla v atmosfere // Sovremennye problemy distancionnogo zondirovania Zemli iz kosmosa. - 2006. - T. 3, No 1. - S. 245-256.
Lubimova T.P., Cerepanova A.A. Tecenia, induciruemye kolebaniami nagretoj sfery // Vycisl. meh. splos. sred. - 2011. - T. 4, No 3. - S. 74-82.
Sorohtin O.G., Usakov S.A. Razvitie Zemli: uceb. dla vuzov. - M.: Izd-vo MGU, 2002. - 506 s.
Olson P. Laboratory experiments on the dynamics of the core // Physics of the Earth and Planetary Interiors. - 2011. - V. 187, N. 1-2. - P. 1-18. DOI
Mineev V.N., Funtikov A.I. Ob izmerenii vazkosti rasplavov metallov pri vysokih davleniah i rascetah vazkosti primenitel’no k adru Zemli // UFN. - T. 174, No 7. - 2004. - S. 727-742. DOI
Kirdaskin A.G., Dobrecov N.L., Kirdaskin A.A. Turbulentnaa konvekcia i magnitnoe pole vnesnego adra Zemli // Geologia i geofizika. - 2000. - T. 41, No 5. - S. 601-612.
Olson P., Driscoll P., Amit H. Dipole collapse and reversal precursors in a numerical dynamo // Phys. Earth. Planet. Inter. - 2009. - V. 173, N. 1-2. - P. 121-140. DOI
Olson P.L., Glatzmaier G.A., Coe R.S. Complex polarity reversals in a geodynamo model // Earth Planet. Sci. Lett. - 2011. - V. 304, N. 1-2. - P. 168-179. DOI
Miyagoshi T., Kageyama A., Sato T. Zonal flow formation in the Earth’s core // Nature. - 2010. - V. 463. - P. 793-796. DOI
Resetnak M.U. Vrasenie vnutrennego adra Zemli v modeli geodinamo // DAN. - 2001. - T. 380, No 5. - S. 15-19.
Glatzmaier G.A. Geodynamo: Numerical simulations. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism / Eds. D. Gubbins and E. Herrero-Bervera. - Springer, 2007. - P. 302-306.
Glatzmaier G.A., Roberts P.H. A three-dimensional convective dynamo solution with rotating and finitely conducting inner core and mantle // Phys. Earth Planet. Inter. - 1995. - V. 91, N. 1-3. - P. 63-75. DOI
Glatzmaier G.A., Roberts P.H. A three-dimensional self-consistent computer simulation of a geomagnetic field reversal // Nature. - 1995. - V. 377. - P. 203-209. DOI
Reshetnyak M., Steffen B. The subgrid problem of thermal convection in the Earth’s liquid core // Numerical Methods and Programming. - 2004. - V. 5. - P. 41-45.
Kageyama A., Yoshida M. Geodynamo and mantle convection simulations on the Earth Simulator using the Yin-Yang grid // J. Phys.: Conf. Ser. - 2005. - V. 16. - P. 325-338. DOI
Vodincar G.M., Sevcov B.M. Model’ konvekcii v sfericeskom vrasausemsa sloe // Matem. modelirovanie. - 2009. - T. 21, No7. - C. 121-128.
Gorelikov A.V., Rahovskij A.V. Cislennoe modelirovanie estestvennoj konvekcii v sfericeskom sloe // Vestn. Tomsk. gos. un-ta. Matem. i meh. - 2008. - No 3. - C. 77-84.
Song X., Richards P.G. Seismological evidence for differential rotation of the Earth’s inner core // Nature. - 1996. - V. 382. - P. 221-224. DOI
Su W., Dziewonski A.M., Jeanloz R. Planet within a planet: rotation of the inner core of Earth // Science. - 1996. - V. 274, N. 5294. - P. 1883-1887. DOI
Kauling T. Magnitnaa gidrodinamika. - M.: Atomizdat, 1978. - 144 s.
Patankar S. Cislennye metody resenia zadac teploobmena i dinamiki zidkosti. - M.: Energoatomizdat, 1984. - 152 s.
Ivliev A.D., Anahov S.V., Morilov V.V. Temperaturoprovodnost’ zeleza v tverdom i zidkom sostoaniah // Fiziceskie svojstva metallov i splavov: ubilejnyj sbornik izbrannyh naucnyh trudov. - Ekaterinburg: UGTU-UPI, 2009. - S. 49-56.
Zarov V.E. Sfericeskaa astronomia. - Frazino: Vek-2, 2006. - 480 s.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2012 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
