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• W2092267148 abstract "An experimental study has been performed to delineate the nature of double-diffusive flows induced by a heated horizontal cylinder submerged in a salt-stratified solution. Flow conditions depend strongly on a stratification parameter, N, which measures the initial degree of stable solute stratification relative to destabilizing thermal effects. For large N flow is initially confined to multiple recirculating fluid layers which exist around and above the heat source and are separated by diffusive interfaces. With increasing time the interfaces are eroded, causing merger of the convecting fluid layers and envelopment of the heat source by a single layer. With decreasing N, or in the later stages of an experiment for large N, conditions are strongly influenced by plume development above the cylinder. Flow in the convection layer about the cylinder is driven by the plume, which also enhances degradation of the diffusive interface separating the layer from the overlying fluid. For all values of N, steady-state conditions are only reached after the plume penetrates to the free surface and achievement of a uniform salt concentration eliminates the existence of double-diffusive effects. For a prescribed time the average cylinder Nusselt number decreases with increasing N. However, irrespective of N the Nusselt number increases with time to the limiting value associated with free convection in an unstratified, infinite medium. On étudie expérimentalement la nature des écoulements doublement diffusifs induits par un cylindre horizontal chaud immergé dans une solution saline stratifiée. Les conditions d' écoulement dépendent fortement du paramètre de stratification N qui mesure le degré initial de stratification stable relativement aux effets thermiques destabilisants. Pour un grand N, l'écoulement est initialement composé de multiples couches de recirculation qui existent autour et au dessous de la source de chaleur et qui sont séparées par des interfaces diffusifs. Quand le temps augmente, les interfaces s'érodent, causant la disparition des couches fluides et l'enveloppement de la source thermique par une couche unique. Quand N diminue, ou dans les dernière étapes d'une expérience avec un grand N, les conditions sont fortement influencées par le développement d'un panache au dessus du cylindre. La couche convective autour du cylindre est pilotée par le panache qui augmente aussi la dégradation de l'interface diffusif séparant la couche du fluide environnant. Pour toutes les valeurs de N, les conditions permanentes sont seulement atteintes après que le panache pénètre la surface libre et l'établissement d'une concentration uniforme en sel élimine l'existence des effets doublement diffusifs. Pour un temps fixé, le nombre de Nusselt moyen pour le cylindre diminue quand N augmente. Néanmoins quelquesoit N, le nombre de Nusselt augmente avec le temps jusqu'à la valeur limite associée à la convection naturelle dans un milieu infini non stratifié. Eine experimentelle Untersuchung wurde durchgeführt, um die Beschaffenheit der doppeltdiffusiven Strömung, verursacht durch einen beheizten horizontalen Zylinder, der in eine Salz-lösung mit Konzentrationsschichtung eingetaucht ist, zu beschreiben. Die Strömungsbedingungen sind stark abhängig vom Schichtungsparameter N, einem Maβ für den ursprünglich stabilen Lösungskonzentrationsverlauf relativ zu den destabilisierenden thermischen Effekten. Für groβe Werte von N ist die Strömung ursprünglich begrenzt auf mehrfache umlaufende Flüssigkeitsschichten, die in der Umgebung der Wärmequelle vorhanden und durch Grenzflächen voneinander getrennt sind. Im Laufe der Zeit werden die Grenzflächen aufgelöst, verursacht durch Verschmelzung der konvektiven Flüssigkeitsschichten und Umhüllung der Wärmequelle durch eine einzelne Schicht. Mit abnehmendem N oder, in den späteren Stadien eines Experiments mit groβem N, werden die Bedingungen stark durch die Entwicklung von Auftriebsfahnen oberhalb des Zylinders beeinfluβt. Die Strömung in der konvektiven Schicht um den Zylinder wird durch die Auftriebsfahne gesteuert, welche auβerdem die Grenzfläche, welche diese Schicht von dem darüberliegenden Fluid trennt, abbaut. Für alle Werte von N werden stationäre Bedingungen nur erreicht, nachdem die Auftriebsfahne zur freien Oberfläche durchgedrungen ist. Das Zustandekommen einer einheitlichen Salzkonzentration beseitigt das Auftreten von doppeltdiffusiven Effekten. Für eine vorgeschriebene Zeit nimmt die mittlere Nusselt-Zahl für den Zylinder mit wachsendem N ab. Jedoch, unabhängig von N, wächst die Nusselt-Zahl mit der Zeit auf den Grenzwert der freien Konvektion in einem ungeschichteten unendlichen Medium. Bыпoлнeнo экcпepимeнTaльнoe иccлeдoвaниe для выяcнeния пpиpoды двoйнoгo диффuзиoннoгo Teчeния, индuциpoвaннoгo нaгpeвaeмым гopизoнTaльным цилиндpoм, пoгpuжeнным в cTpaTифициpoвaнный coлeвoй pacTвop. Ycлoвия Teчeния cильнo зaвиcяT oT пapaмeTpa cTpaTификaции N, кoTopый являeTcя мepoй cTeпeни нaчaльнoй ucToйчивoй cTpaTификaции pacTвopa oTнocиTeльнo дecTaбилизиpuющич Tepмичecкич эффeкToв. Пpи бoльшич N Teчeниe внaчaлe пpoиcчoдиT Toлькo в мнoгoчиcлeнныч cлoяч peциpкuлиpuющeй жидкocTи, pacпoлoжeнныч вoкpuг Teплoвoгo иcToчникa и нaд ним, и paздeлeнныч диффuзиoнными пoвepчнocTями paздeлa. C Teчeниeм вpeмeни эTи пoвepчнocTи paзpuшaюTcя, и кoнвeкTивныe cлoи жидкocTи cливaюTcя в oдин cлoй вoкpuг иcToчникa Teплa. C uмeньшeниeм N или пpи бoльшич N нa пoзднич cTaдияч экcпepимeнTa ucлoвия Teчeния в знaчиTeльнoй cTeпeни oпpeдeляюTcя paзвиTиeм cвoбoднoкoнвeкTивнoй cTpuи нaд цилиндpoм. Teчeниe в кoивeкTивнoм cлoe u цилиндpa uвлeкaeTcя эToй cTpueй, чTo пpивoдиT к paзpuшeнию диффuзиoннoй пoвepчнocTи, oTдeляющeй зToT cлoй oT вышeлeжaщeгo oбъeмa жидкocTи. Пpи вceч знaчeнияч N cTaциoнapнoe cocToяниe ucTaнaвливaeTcя Toлькo пocлe Toгo кaк cвoбoднoкoнвeкTивнaя cTpuя дocTигaeT cвoбoднoй пoвepчнocTи жидкocTи и ucTaнoвившaяcя oднopoднaя кoнцeнTpaция coли иcключaeT cuщecTвoвaниe зффeкToв двoйнoй диффuзии. B зaдaнный мoмeнT вpeмeни cpeднee чиcлo HucceльTa для цилиндpa uмeньшaeTcя c pocToм N. Oднaкo, нeзaвиcимo oT N, чиcлo NucceльTa uвeличивaeTcя co вpeмeнeм дo пpeдeльнoгo знaчeния, cooTвeTcTвuющeгo cвoбoднoй кoнвeкции в нecTpaTифициpoвaннoй бecкoнeчнoй cpeдe." @default.
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