Вплив модуляції електричного поля на початок електроконвекції в парній напруженій рідині
Анотація
Досліджено проблему конвективної нестійкості в горизонтальному діелектричному парному напруженому шарі рідини з модуляцією електричного поля. Горизонтальний діелектричний верхній граничний шар охолоджується, а нижній граничний шар піддається ізотермічним граничним умовам. Для обчислення критичного числа Релея та відповідного хвильового числа використовується метод регулярних збурень на основі малої величини модуляції. Міцність системи характеризується коригувальним числом Релея, яке розраховується як функція теплових, електричних параметрів, параметрів напруги пари та частоти модуляції електричного поля. В цьому дослідженні деякі з добре відомих висновків розглядаються як окремі випадки. Показано, що початок конвекції можна прискорити або відстрочити належним налаштуванням різних контрольних параметрів. Результати цього дослідження мають потенційні наслідки для керування електроконвекцією за допомогою залежного від часу електричного поля.
Завантаження
Посилання
V.K. Stokes, “Couple stresses in fluids”, Phys. Fluids, 9(9), 1709 (1966). https://doi.org/10.1063/1.1761925
T. Ariman, “Couple Stresses in Fluids”, Phys. Fluids, 10(11), 2497 (1967). https://doi.org/10.1063/1.1762061
V.K. Stokes, “Effects of couple stresses in fluids on the creeping flow past a sphere”, Phys. Fluids, 14(7), 1580 (1971). https://doi.org/10.1063/1.1693645
R.C. Sharma, and S. Sharma, “On couple-stress fluid heated from below in porous medium”, Indian J. Phys. 75(2), 137 (2001).
M.S. Malashetty, S.N. Gaikwad, and M. Swamy, “An analytical study of linear and non-linear double diffusive convection with Soret effect in couple stress liquids”, Int. J. Therm. Sci. 45(9), 897 (2006). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2005.12.005
M.S. Malashetty, I.S. Shivakumara, and S. Kulkarni, “The onset of convection in a couple stress fluid saturated porous layer using a thermal non-equilibrium model”, Phys. Lett. Sect. A Gen. At. Solid State Phys. 373(7), 781 (2009). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2008.12.057
S. Saravanan, and D. Premalatha, “Effect of couple stress on the onset of thermovibrational convection in a porous medium”, Int. J. Therm. Sci. 57, 71 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2012.02.013
M. Taj, S. Maruthamanikandan, and S.K. Akbar, “Effect of Chemical Reaction on Convective Instability in a Horizontal Porous Layer Saturated with a Couple-Stress Fluid”, Int. J. Eng. Res. Appl. 3(2), 1742 (2013). https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download;jsessionid=26C9EE742F44CA86219F8CA53B476180?doi=10.1.1.414.6306&rep=rep1&type=pdf
S. George and M. Thomas, “Effect of Gravity Modulation and Internal Heat Generation on Rayleigh-Bénard Convection in Couple Stress Fluid with Maxwell-Cattaneo Law”, Int. J. Appl. Eng. Res. 13(5), 2688 (2018).
R. Sumithra and S. Venkatraman, “Darcy-Benard Marangoni Convection in a Composite Layer Comprising of Couple Stress Fluid”, Int. J. Appl. Eng. Res. 15(7), 659 (2020). https://www.ripublication.com/ijaer20/ijaerv15n7_07.pdf
M. Takashima, and A. K. Ghosh, “Electrohydrodynamic Instability in a Viscoelastic Liquid Layer”, J. Phys. Soc. Japan, 47(5), 1717 (1979). https://doi.org/10.1143/JPSJ.47.1717
R.C. Sharma, and K.D. Thakur, “On couple stress fluid heated from below in porous medium in hydromagnetics”, Czechoslov. J. Phys. 50(6), 753 (2000). https://doi.org/10.1023/A:1022886903213
S. Maruthamanikandan, “Convective instabilities in Newtonian ferromagnetic, dielectric and other complex liquids”, PhD Thesis, Bangalore University, Bangalore, India, 2005.
N. Rudraiah, B.M. Shankar, and C.O. Ng, “Electrohydrodynamic stability of couple stress fluid flow in a channel occupied by a porous medium”, Spec. Top. Rev. Porous Media: An International Journal, 2(1), 11 (2011). https://doi.org/10.1615/SpecialTopicsRevPorousMedia.v2.i1.20
I.S. Shivakumara, M. Akkanagamma, and C.O. Ng, “Electrohydrodynamic instability of a rotating couple stress dielectric fluid layer”, Int. J. Heat Mass Transf. 62(1), 761 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.03.050
S. Maruthamanikandan, and S.S. Nagouda, “Convective Heat Transfer in Maxwell-Cattaneo Dielectric Fluids”, Int. J. Comput. Eng. Res. 3, 347 (2013). https://cutt.ly/AVrcoGi
S.S. Nagouda, and S. Maruthamanikandan, “Rayleigh-Bénard Convection in a Horizontal Layer of Porous Medium Saturated with a Thermally Radiating Dielectric Fluid”, IOSR J. Math. 11(3), 01 (2015). https://www.iosrjournals.org/iosr-jm/papers/Vol11-issue3/Version-3/A011330110.pdf
O.L. Andreeva, and V.I. Tkachenko, “Analytical Solution and Neutral Curves of the Stationary Linear Rayleigh Problem with Rigid or Mixed Boundary Conditions in Cylindrical Geometry”, East Eur. J. Phys. 2(4), 52 (2015). https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/5118/4672
O.L. Patochkina, Yu.G. Kazarinov, and V.I. Tkachenko, “Physical model of the dependence of the Nusselt number on the Rayleigh number”, ZhTF, 66(11), 23 (2016). (in Russian).
S. Tarannum, and S. Pranesh, “Effect of Gravity Modulation on the Onset of Rayleigh-Bénard Convection in a Weak Electrically Conducting Couple Stress Fluid with Saturated Porous Layer”, Int. J. Eng. Res. 5(01), 2016. https://cutt.ly/7VrvvJY
B.M. Shankar, J. Kumar, and I.S. Shivakumara, “Stability of natural convection in a vertical dielectric couple stress fluid layer in the presence of a horizontal AC electric field”, Appl. Math. Model. 40(9–10), 5462 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apm.2016.01.005
S. Myson, and S.S. Nagouda, “Convective instability analysis of couple-stress dielectric fluid saturated anisotropic porous medium with radiation effect”, Multidiscip. Model. Mater. Struct. 16(5), 1019 (2020). https://doi.org/10.1108/MMMS-08-2019-0149
B.L. Smorodin, G.Z. Gershuni, and M.G. Velarde, “On the parametric excitation of thermoelectric instability in a liquid layer open to air”, Int. J. Heat Mass Transf. 42, 3159 (1999). https://doi.org/10.1016/S0017-9310(98)00351-2
B.L. Smorodin, and M.G. Velarde, “On the parametric excitation of electrothermal instability in a dielectric liquid layer using an alternating electric field”, J. Electrostat. 50, 205 (2001). https://doi.org/10.1016/s0304-3886(00)00036-x
B.L. Smorodin, “The Behaviour of Low Conducting Liquid in Modulated Electric Field”, in: Proc. 14th lntemational Conf. Dielectr. Liq., (IEEE, Graz, Austria, 2002). pp. 425–428, 2002. https://doi.org/10.1109/ICDL.2002.1022783
L. Bozbiei, B. Borts, Y. Kazarinov, A. Kostikov, and V.I. Tkachenko, “Experimental Study of Liquid Movement in Free Elementary Convective Sells”, Energetika, 61(2), 45 (2015). (in Russian)
O.L. Andrieieva, B.V. Borts, A.F. Vanzha, I.M. Korotkova, and V.I. Tkachenko, “Stability of a Viscous Incompressible Conducting Liquid Layer of a Cylindrical Shape in an Inhomogeneous Temperature Field and a Magnetic Field of a Vacuum Arc Current Through It”, PAST. 3, 91 (2021). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2021_3/article_2021_3_91.pdf
C. Rudresha, C. Balaji, V. Vidya Shree, S. Maruthamanikandan, “Effect of Electric Field Modulation on Electroconvection in a Dielectric Fluid-Saturated Porous Medium”, Journal of Mines Metals and Fuels. 70(3A), 35 (2022). https://doi.org/10.18311/jmmf/2022/30665
S. Maruthamanikandan, N.M. Thomas, and S. Mathew, “Bénard-Taylor ferroconvection with time-dependent sinusoidal boundary temperatures”, J. Phys. Conf. Ser. 1850(1), 012061 (2021). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1850/1/012061
Авторське право (c) 2022 Чандраппа Рудреша, Чандрашекар Баладжі, Венкатеш Відья Шрі, Сокалінгам Марутаманікандан
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
