Крупномасштабная слоистая стационарная конвекция вязкой несжимаемой жидкости под действием касательных напряжений на верхней границе. Исследование поля скоростей

Abstract

Рассматривается точное решение задачи об определении конвективных движений в слоистых крупномасштабных течениях вязкой несжимаемой жидкости в стационарном случае. Показано, что получаемая задача является, во-первых, переопределенной и, во-вторых, нелинейной (за счет наличия членов конвективной производной в уравнении теплопроводности). Также показано, что выбором класса решений систему можно избавить от переопределенности, а уточнением ряда краевых условий свести задачу к задаче исследования термокапиллярной конвекции (конвекции Бенара-Марангони). Далее определяются условия появления противотечений. Исследуется их возможное количество. Кроме того, проводится анализ исследуемого течения на предмет наличия безвихревых областей. Показано, что при некоторых сочетаниях параметров системы возможны смены направления вихря.