ASSESSMENT OF CONVECTIVE HEAT TRANSFER IN A SPHERICAL LAYER DURING THE FORMATION OF THE EARTH

Abstract

С использованием сетки «сubed-sphere» численно решена трёхмерная система уравнений тепловой конвекции при различных аспектных отношениях мощности проплавленного, не вращающегося сферического слоя между ядром и мантией в период формирования Земли. Получены соотношения зависимости числа Нуссельта от числа Рэлея, взятого в пределах от 2×103 до 105 и при числе Прандтля равному единице. Показана зависимость теплопереноса от аспектного отношения. Полученные результаты подтверждают эффективность используемого нами метода решения и позволит в дальнейшем более точно описывать модели тепловой эволюции Земли. Using the “cubed-sphere” grid, a three-dimensional system of thermal convection equations has been numerically solved for various aspect ratios of the thickness of a melted, non-rotating spherical layer between the core and the mantle during the formation of the Earth. The relations of the dependence of the Nusselt number on the Rayleigh number, taken in the range from 2×103 to 105 and with the Prandtl number equal to one, are obtained. The dependence of heat transfer on the aspect ratio is shown. The results obtained confi rm the effectiveness of the solution method used by us and will allow us to more accurately describe the models of the thermal evolution of the Earth in the future.