HWAHAK KONGHAK, Vol.19, No.6, 411-418, December, 1981
두 수평면 사이에서의 Poiseuille 유동의 열적 불안정성
Thermal Instability in a Plane Poiseuille Flow
초록
본 연구에서는 서로 평행한 두 수평판 사이를 흐르는 Poiseuille 층류의 밑면이 일정한 온도로 유지되는 경우에 있어서의 유체의 열적 불안정성을 조사하였다. 열 경계층 두께와 경계면의 온도 기울기를 이용하여 모사한 기본 온도분포는 해석적으로 구한 온도분포와 잘 일하고 있음이 확인되었다. 이를 이용하여 Prandtl수와 Peclet수가 무한히 큰 경우의 유체의 불안정성에 대하여 해석한 결과 자연대류 발생시의 열적 교란이 열 경계층 내에 국한된다는 수정된 개념의 타당성을 확인할 수 있었다.
The theoretical analyisis of thermal instabilities of a horizontal fluid layer in plane Poiseuille flow was investigated. The unperturbed basic temperature profile was approximated, using the thermal boundary layer thickness and the wall temperature gradient. The results agreed reasonably well with the exact solutions. Applying this modified temperature profile, the conditions marking the onset of instability due to buoyant forces were obtained for large Prandtl number and Peclet number. The present theory was found to produce the result consistent with those of the extant experiments. The validity of the modified concept that thermal disturbances are confined within the effective thermal depth was confirmed.