Конвективные течения коллоидной суспензии в ячейке Хеле-Шоу под действием вертикальных вибраций

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено численное моделирование конвекции коллоидной бинарной смеси в ячейке Хеле-Шоу под влиянием вертикальных вибраций конечной амплитуды. Найдена граница конвективной неустойчивости в модулированном поле тяжести. Построены бифуркационные диаграммы и проанализированы распределения концентрации наночастиц, соответствующие различным решениям. Изучены также термовибрационные конвективные течения в случае положительной термодиффузии наночастиц и их гравитационной стратификации. Показано, что вибрации в зависимости от частоты могут как увеличивать интенсивность конвективного течения, так и ослаблять его.

Об авторах

И. Н. Черепанов

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: che-email@yandex.ru
Россия, Пермь

Б. Л. Смородин

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: bsmorodin@yandex.ru
Россия, Пермь

Список литературы

  1. Mewis J., Wagner N.J. Colloidal Suspension Rheology, Cambridge Series in Chemical Engineering. Cambridge: Univ. Press, 2012. 393 p.
  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М: Наука, 1986. 736 c.
  3. Shliomis M.I., Smorodin B.L. Convective instability of magnetized ferrofluids // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 252. № 1–3. P. 197–202.
  4. Mason M., Weaver W. The Settling of Small Particles in a Fluid // Phys. Rev.. 1924. V. 23. P. 412–426.
  5. Shliomis M.I., Smorodin B.L. Onset of convection in colloids stratified by gravity // Phys. Rev. E. 2005. Т. 71. № 3. 036312.
  6. Buongiorno J. Convective Transport in Nanofluids // Trans. ASME. J. Heat Transf. 2006. V. 128. P. 240–250.
  7. Löven H. Particle-resolved instabilities in colloidal dispersions // Soft Matter. 2010. V. 6. P. 3133–3142.
  8. Hele-Shaw H.S. The flow of water // Nature. 1898. V. 58, P. 34–36.
  9. Lamb H. Hydrodynamics. Cambridge: Univ. Press, 1993. 768 p.
  10. Любимов Д.В., Путин Г.Ф., Чернатынский В.И. О конвективных движениях в ячейке Хеле–Шоу // Докл. АН СССР. 1977. Т. 235. № 3. C. 554–556.
  11. Путин Г.Ф., Ткачева Е.А. Экспериментальное исследование надкритических конвективных движений в ячейке Хеле-Шоу // Изв. АН СССР. МЖГ. 1979. № 1. С. 3–8.
  12. Глухов А.Ф., Путин Г.Ф. О возникновении конвекции на фоне медленного течения // Изв. АН СССР. МЖГ. 1982. № 1. С. 174–176.
  13. Келлер И.О., Тарунин Е.Л. Конвекция в ячейке Хеле-Шоу с учетом теплообмена на широких гранях // Изв. РАН. МЖГ. 1995. № 2. С. 24–32.
  14. Бабушкин И.А., Демин В.А. Экспериментальное и теоретическое исследование переходных конвективных режимов в ячейке Хеле-Шоу // Изв. РАН. МЖГ. 2006. № 3. С. 3–10.
  15. Гаврилов К.А., Демин В.А., Путин Г.Ф. Конвективные когерентные структуры в ячейке Хеле-Шоу//Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36. В. 4. С. 68–74.
  16. Глухов А.Ф., Демин В.А., Попов Е.А. Термовибрационная конвекция бинарной смеси в ячейке Хеле-Шоу// Вестник Пермского университета. Серия: Физика. 2012. № 2 (20). С. 12–18.
  17. Smorodin B.L., Cherepanov I.N., Ishutov S.N., Myznikova B.I. Convection of a colloidal suspension in a Hele-Shaw cell// Eur. Phys. J. E. 2017. V. 40. 18.
  18. Смородин Б.Л., Тараут А.В. Параметрическая конвекция слабопроводящей жидкости в переменном электрическом поле // Изв. РАН. МЖГ. 2010. № 1. С. 3–11.
  19. Могилевский Е.И. Неустойчивость слоя жидкости при периодических воздействиях: стекающая пленка в переменном электрическом поле// Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 2. С. 90–100.
  20. Браверман Л.М. О вибрационной тепловой конвекции в ячейке Хеле-Шоу// Конвективные течения. Пермь, 1989. С. 73–78.
  21. Гершуни Г., Келлер И.О., Смородин Б.Л. О вибрационно-конвективной неустойчивости в невесомости; конечные частоты // Докл. РАН. 1996. Т. 348. № 2. С. 194–196.
  22. Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. Л.: Физматгиз, 1962. 708 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024