ОПТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ, ИНДУЦИРОВАННОГО ТЕМПЕРАТУРНЫМ ГРАДИЕНТОМ НА ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СЛОЯ ЖИДКОСТИ
В.А. Арбузов1,2, Э.В. Арбузов3,2, Ю.Н. Дубнищев1,2, В.С. Бердников1,2, О.С. Мелехина2
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 1
arbuzov@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, 630073, г. Новосибирск, просп. К. Маркса, 20
dubnistchev@itp.nsc.ru
3Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 4
arbuzov@math.nsc.ru
Ключевые слова: оптическая диагностика потоков, гильберт-оптика, конвекция в системе вода-лёд, фазовый переход в переохлаждённой жидкости, волна кристаллизации, optical diagnostics of flows, Hilbert optics, convection in the water-ice system, phase transition in a supercooled fluid, crystallization wave
Страницы: 39-44
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Аннотация
Исследована динамика фронта кристаллизации, индуцированного температурным градиентом на верхней границе горизонтального слоя воды, ограниченного плоскими термостататированными поверхностями. Формирование и эволюция конвективных структур, визуализированных методами гильберт-оптики, регистрировались цифровой видеокамерой. Разность температур верхнего ( T1) и нижнего ( T2) термостатов удовлетворяла условию T1 < T2. В этой системе температура охлаждаемой верхней поверхности является параметром порядка, критическое значение которого вызывает бифуркационный фазовый переход из жидкой фазы (переохлаждённая вода) в твердофазное (лёд) кристаллическое состояние. Определены скорость движения волны кристаллизации и эволюция её фронта. Выявлено пространственно-временное состояние волны кристаллизации, в котором форма фронта является изолинией равных скоростей. Визуализирован динамический профиль изотермической поверхности, ограничивающей пространственную форму твердотельной фазы.
DOI: 10.15372/AUT20170204 |
