Print: | ISSN 0304-128X |
Online: | ISSN 2233-9558 |
HWAHAK KONGHAK,
Vol.34, No.5, 644-650, 1996 위로부터 응고되는 점도변화 용융액의 열적 불안정성
Thermal Instability of a Variable-Viscosity Melt Solidified from Above
전파이론에 근거하여 위로부터 순수한 단일성분 용융액이 냉각되어 응고될 때 열적 불안정성에 대해 선형안정성이 이론으로 조사하였다. 열경계층의 두께를 길이척도로 설정하여 선형 교란방정식을 유사변환하였다. 용융액에서 온도에 따른 점도변화를 고려하여 부력에 의한 대류발생조건을 수치해법으로 구하였다. 본 연구결과, 임계 열 Rayleigh 수의 값은 고체_액체 무차원 상변화율이 증가함에 따라 증가하지만, Prandtl 수와 Stefan 수가 증가하면 임계값은 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 점도변화의 효과는 계를 인정하게 하고, 대류발생시에 응고계면 바로 아래에 정체층이 생기게 됨을 알 수 있었다.
Thermal instability during solidification of a pure melt cooled from above was investigated under a linear stability theory by using the propagation theory. The linearized disturbance equations were transformed similarly by using the thermal boundary-layer thickness as the length scaling factor. The onset conditions of buoyancy-driven convection of the melt with temperature- dependent viscosity were obtained numerically. The results showed that the critical thermal Rayleigh number increases with increasing the dimensionless phase-change rate of a solid-liquid interface, while it decreases with increasing the Prandtl number and Stefan number. Also, it was found that the effect of variable viscosity makes the system more stable and a stagnant layer forms beneath the interface at the onset of convection.
Keywords:
Propagation Theory; Rayleigh Number; Solidification; Thermal Instability; Variable Viscosity
[References]
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