Вплив залежної від магнітного поля в’язкості на фероконвекцію Дарсі-Брінкмана з другим звуком
Анотація
Методом малого збурення досліджено задачу про конвекцію під дією плавучості в насиченому феромагнітною рідиною пористому середовищі з законом Максвелла-Каттанео та МФД в'язкістю. Рух рідини описується за допомогою моделі Брінкмана. Передбачається, що рідка і тверда матриці знаходяться в локальній тепловій рівновазі. Для спрощених граничних умов проблема власних значень розв’язується точно й отримані розв’язки замкнутої форми для стаціонарної нестійкості. Було виявлено, що магнітні сили та другий звук підсилюють початок фероконвекції Брінкмана. Однак фероконвекція ускладнюється при збільшенні параметрів пористості. Результати показують, що в’язкість MFD гальмує початок фероконвекції Дарсі-Брінкмана і що ефект стабілізації в’язкості MFD зменшується, коли магнітне число Релея є значним. Крім того, показано, що коливальна нестійкість виникає перед стаціонарною нестійкістю, за припущення, що числа Прандтля і Каттанео є достатньо великими.
Завантаження
Посилання
B.A. Finlayson, “Convective instability of ferromagnetic fluids”, J. Fluid Mech. 40(4), 753 (1970). https://doi.org/10.1017/S0022112070000423
K. Gotoh, and M. Yamada, “Thermal Convection in a Horizontal Layer of Magnetic Fluids”, Journal of the Physical Society of Japan, 51(9), 3042 (1982). https://doi.org/10.1143/JPSJ.51.3042
P.J. Stiles, and M. Kagan, “Thermoconvective instability of a horizontal layer of ferrofluid in a strong vertical magnetic field”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 85, 196 (1990). https://doi.org/10.1016/0304-8853(90)90050-Z
S. Venkatasubramanian, and P.N. Kaloni, “Effects of rotation on the thermoconvective instability of a horizontal layer of ferrofluids”, Int. J. Eng. Sci. 32(2), 237 (1994). https://doi.org/10.1016/0020-7225(94)90004-3
R. Sekar, G. Vaidyanathan, and A. Ramanathan, “Effect of rotation on ferro thermohaline convection”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 218(2), 266 (2000). https://doi.org/10.1016/S0304-8853(00)00358-9
E.R. Lapwood, “Convection of a fluid in a porous medium”, Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 44(4), 508 (1948). https://doi.org/10.1017/S030500410002452X
R.A. Wooding, “Rayleigh instability of a thermal boundary layer in flow through a porous medium”, J. Fluid Mech. 9(2), 183 (1960). https://doi.org/10.1017/S0022112060001031
K. Kordylewski, “Convection effect on thermal ignition in porous medium”, Chem. Eng. Sci. 39(3), 610 (1983).
G. Vaidyanathan, A. Ramanathan, and S. Maruthamanikandan, “Effect of magnetic field dependent viscosity on ferroconvection in sparsely distributed porous medium”, Indian Journal of Pure and Applied Physics, 40, 166 (2001).
A. Ramanathan, and G. Suresh, “Effect of magnetic field dependent viscosity and anisotropy of porous medium on ferroconvection”, Int. J. Eng. Sci. 42(1-3), 411 (2004). https://doi.org/10.1016/S0020-7225(02)00273-2
N.M. Thomas, and S. Maruthamanikandan, “Effect of Gravity Modulation on the Onset of Ferroconvection in a Densely Packed Porous Layer”, IOSR Journal of Applied Physics (IOSR-JAP), 3(2278-4861), 30 (2013). https://doi.org/10.1016/s0020-7225(97)80002-x
G.N. Sekhar, P.G. Siddheshwar, G. Jayalatha, and R. Prakash, “Throughflow Effects on Thermal Convection in Variable Viscosity Ferromagnetic Liquids”, International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, 11(6), (2017). https://doi.org/10.5281/zenodo.1131971
S. Mathew, and S. Maruthamanikandan, “Darcy-Brinkman Ferro convection with temperature dependent viscosity”, J. Phys. Conf. Ser. 1139(1), (2018). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1139/1/012023.
V. Vidya Shree, C. Rudresha, C. Balaji, and S. Maruthamanikandan, “Effect of MFD viscosity on ferroconvection in a fluid saturated porous medium with variable gravity”, Journal of Mines, Metals and Fuels (JMMF), 70(3A), 98 (2022). https://doi.org/10.18311/jmmf/2022/30675
M.E. Gurtin, and A.C. Pipkin, “A general theory of heat conduction with finite wave speeds”, Arch. Ration. Mech. Anal., 31(2), 113 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00281373
B. Straughan and F. Franchi, “Benard convection and the cattaneo law of heat conduction”, Proc. R. Soc. Edinburgh Sect. A Math. 96(1–2), 175 (1984). https://doi.org/10.1017/S0308210500020564
P. C. Dauby, M. Nélis, and G. Lebon, “Generalized Fourier equations and thermoconvective instabilities”, Revista Mexicana de Fisica, 48(1), 57 (2002).
B. Straughan, “Oscillatory convection and the Cattaneo law of heat conduction”, Ricerche Mat. 58, 157 (2008). https://doi.org/10.1007/s11587-009-0055-z.
S. Mathew, S. Maruthamanikandan, S.S. Nagouda, “Gravitational Instability in a Ferromagnetic Fluid Saturated Porous Medium with Non-Classical Heat Conduction”, IOSR J. Math. 6(1), 7 (2013). https://doi.org/10.9790/5728-0610718
R. Keerthi, B. Mahanthesh, and S.S. Nagouda, “Rayleigh–Bénard convection in a non-Newtonian dielectric fluid with Maxwell–Cattaneo law under the effect of internal heat generation/consumption”, Multidiscip. Model. Mater. Struct. 16(5), 1175 (2020). https://doi.org/10.1108/MMMS-09-2019-0174
S. Mathew, and S. Maruthamanikandan, “Oscillatory porous medium ferroconvection with Maxwell-Cattaneo law of heat conduction”, J. Phys. Conf. Ser. 1850(1), 2021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1850/1/012024
Авторське право (c) 2022 Венкатеш Відья Шрі, Чандраппа Рудреша, Чандрасекар Баладжі, 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).
