Динамика плотности вихревых линий и процессы теплопередачи в сверхтекучем гелии

Анотація

Проанализированы три уравнения динамики плотности вихревых линий. Показано, что уравнение Вайнена дает значения времени развития вихревого клубка в случае постоянного противотока более корректно, чем другие альтернативные уравнения. В рамках системы уравнений гидродинамики сверхтекучей турбулентности, полученной при феноменологическом подходе, найдены времена вскипания гелия от плотности теплового потока при использовании альтернативных уравнений динамики плотности вихревого клубка. В отличие от экспериментов, в которых наблюдаются различные зависимости времени вскипания t_boil от плотности теплового потока Q (t_boil ∝ Qⁿ, −4 ≤ n ≤ −2), в данном случае получается только степенная зависимость с показателем степени n = −4. Получено распределение скорости нормальной компоненты вдоль канала, зависимость температуры от времени вблизи нагревателя. Проведено сравнение с численными и экспериментальными результатами, ранее полученными в литературе.