В ново проучване, се съобщава за откритие, което може би е намерило нов начин за използване на специфичен вид конвекция. Наречено конвекция на Рейли-Бенар, това откритие може да ни помогне да разберем по-добре как текат флуидите, когато се нагряват отдолу.

Това би могло да има някои вълнуващи приложения в реалния свят, включително да се открие как се държи течното ядро на Земята или как се движат молекулите във вряща вода.

В случай че не знаете, конвекцията на Рейли-Бенар възниква, когато течност се нагрява отдолу и се охлажда отгоре; тя може да доведе до видими модели и движения. Това явление създава конвекционни клетки, тъй като нагрятата течност се издига, става по-малко плътна, след което се охлажда и потъва обратно надолу.

Взаимодействието между плаваемостта и преноса на топлина води до появата на отчетливи модели в клетките, които варират в зависимост от фактори като температурна разлика и размери на контейнера.

Конвекцията на Рейли-Бенар намира практическо приложение в области като метеорологията и инженерството, където оказва влияние върху преноса на топлина и динамиката на флуидите.

“Нашите експерименти разкриват сложни движения между свободно движещо се тяло и топлинни конвективни потоци”, казва Джун Джан, професор по математика и физика в Нюйоркския университет и Нюйоркския университет в Шанхай.

Изследователите провеждат експерименти в Съвместния изследователски институт на Нюйоркския университет в Шанхай, като използват цилиндричен контейнер, пълен с вода.

Те нагряват контейнера отдолу, създавайки конвективни потоци, които взаимодействат с окачено твърдо тяло, което се движи свободно в контейнера. Това позволи на изследователите да разберат по-добре как турбулентните потоци взаимодействат с твърди структури.

“Изненадващо, системата се държи добре”, отбелязва Джан. “Наблюдавахме плавно въртене на потоците и на свободното твърдо тяло”, добавя той.

Според техните открития движението на турбулентни конвективни потоци в тандем с твърди тела може да се извършва в две посоки – по посока на часовниковата стрелка и обратно на нея. Скоростта на съвместното въртене се увеличава с интензивността на конвекцията. Освен това въртенето има способността понякога да променя посоката си, което се дължи на наличието на турбулентност.