Гістерезис та біфуркація бістабільності, індукована комбінованим зсувним згущенням рідини та подвійною дифузійною конвекцією в мілкопористих корпоратах, заповнених неньютонівськими степеневими рідинами

  • Салех Хір Департамент машинобудування, Університет Медеа, Медеа, Алжир; LERM-Лабораторія відновлюваної енергії та матеріалів, Університет Медеа, Медеа, Алжир; Лабораторія фізичної механіки та математичного моделювання (LMP2M), Університет Яхья Фарес у Медеа, Медеа, Алжир https://orcid.org/0009-0004-6018-1453
  • Редха Ребхі Департамент машинобудування, Університет Медеї, Медея, Алжир; LERM-Лабораторія відновлюваної енергії та матеріалів, Університет Медеї, Медея, Алжир https://orcid.org/0000-0003-3019-9156
  • Мохамед Кезране Департамент машинобудування, Університет Медеа, Медеа, Алжир; Лабораторія фізичної механіки та математичного моделювання (LMP2M), Університет Яхья Фарес у Медеа, Медеа, Алжир https://orcid.org/0009-0001-3558-4128
  • Мохамед Насер Борджині Університет Монастіра, Національна школа інженерів Монастіра, Лабораторія метрології та енергетичних систем, Монастір, Туніс
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-17
Ключові слова: бістабільність, терморозчинна конвекція, степенева рідина, пористий шар, неньютонівська подвійна рідина

Анотація

У цій статті представлено чисельне дослідження лінійної та нелінійної стійкості терморозчинної конвекції в пористому середовищі, насиченому неньютонівською бінарною рідиною. Для моделювання поведінки робочого середовища використовується степенева модель. Наведене твердження має на увазі, що горизонтальні межі відчувають теплові потоки та швидкості розчину, тоді як вертикальні стінки є непроникними та термічно ізольованими. Відповідними факторами, які керують проблемою, що досліджується, є число Релея, RT, індекс степеневого закону, n, співвідношення розмірів порожнини, A, число Льюїса, Le, і коефіцієнт плавучості, N. Аналітичне рішення отримано для неглибокі камери (A >> 1) з використанням наближення паралельного потоку та модифікованої форми рівняння Дарсі. Розв’язавши всю систему керівних рівнянь, було проведено чисельне дослідження самого явища. Одним із найбільш цікавих результатів цього дослідження є те, що воно ідентифікує явище бістабільності, яке означає існування двох стабільних розчинів. Результати, отримані за допомогою обох методів, демонструють хороший рівень узгодженості в різноманітному діапазоні цих керівних параметрів.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

A.A. Mohamad, Num. Heat Transf. Part A, 27, 6 (1995). https://doi.org/10.1080/10407789508913727

G. H. R. Kefayati, Energy. 107 (2016). https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.05.044

R. Bennacer, and D. Gobin. Int. J. Heat Mass Transf. 39,13 (1996). https://doi.org/10.1016/0017-9310(95)00350-9

G.H. R. Kefayati, Int. J. Heat Mass Transf. 89 (2015). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.05.058

Q.Y. Zhu, et al., Int. J. Heat Mass Transf. 104, (2017). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.09.018

P. Kennedy, and R. Zheng. Flow analysis of injection molds, (Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2013), pp. I–XXIX.

G. De-Vahl Davis, Int. J. Numer. Methods Fluids. 3, 3 (1983). https://doi.org/10.1002/fld.1650030305

O. Aydin et al., Int. J. Heat Mass Transf. 42,13 (1999). https://doi.org/10.1016/S0017-9310(98)00319-6

Y. Liu, and Y. Hu, Nanoscale Res. Lett. 12, 446 (2017). https://doi.org/10.1186/s11671-017-2185-7

M. Omid, et al., Physics reports. 790, (2019). https://doi.org/10.1016/j.physrep.2018.11.004.

S. Fatih, and H.F. Öztop, Int. J. Heat Mass Transf. 129, (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.09.101

P.A. Hajatzadeh, et al., Ener. Conv. Manage. 198, (2019). https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.111886

N.O. Moraga, et al., Int. J. Thermal Sci. 107, (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2016.04.007

A.A. Jahanbakhshi, et al., J. Therm Anal Calorim. 133, (2018). https://doi.org/10.1007/s10973-018-7219-6

M. Lamsaadi, et al., Num. Heat Transf, Part A: Applications, 49,10 (2006). https://doi.org/10.1080/10407780500324988

T. Makayssi, et al., Ener. Conv. Manage, 49, 8 (2008). https://doi.org/10.1016/j.enconman.2008.02.008

G.H.R. Kefayati, Computers & Fluids. 114, (2015), https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2015.02.009

G. Żyła, et al., Diamond and Related Materials, 74, (2017). https://doi.org/10.1016/j.diamond.2017.02.008

G.B. Kim, et al., Int. J. Heat Mass Transf. 46,19 (2003). https://doi.org/10.1016/S0017-9310(03)00149-2

D. Getachew, et al., Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 12, 3 (1998). https://doi.org/10.2514/2.6357

A. Moradi, et al., J. Therm Anal Calorim. 137, 5 (2019). https://doi.org/10.1007/s10973-019-08076-0

S.K, Jena, et al., Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 51, (2015). https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.01.007

S. Lounis, et al., CFD Letters. 14, 3 (2022). https://doi.org/10.37934/cfdl.14.3.96118

R. Rebhi, et al., Int. J. Heat Mass Transf. 100, (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.04.060

R. Rebhi, et al., J. Fluid Mech. 812, (2017). https://doi.org/10.1017/jfm.2016.787

R. Rebhi, et al., Physics of Fluids. 33, 7 (2021), https://doi.org/10.1063/5.0051058

K. Bihiche, et al., J. Non-Newt. Fluid Mech. 283, (2020). https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2020.104349.

K. Benhadji, and P. Vasseur. Int. Comm. Heat Mass Transfer. 28,6 (2001). https://doi.org/10.1016/S0735-1933(01)00280-9

B. Amari, et al., Wärme- und Stoffübertragung. 29, 3 (1994). https://doi.org/10.1007/BF01548603

G.H.R. Kefayati, Int. J. Heat Mass Transf. 94, (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.11.043

D.A. Nield, et al., Transp Porous Med. 83, (2010). https://doi.org/10.1007/s11242-009-9455-5

M. Devakar, et al., J. Assoc. Arab Univ. Basic Appl. Sci. 23, (2017). https://doi.org/10.1016/j.jaubas.2016.04.001

S.J. Uphill, et al., Colloid Surf. A. 460, (2014). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2014.05.008

A.L.N. Narayana, et al., Journal of Porous Media. 12,10 (2009). https://doi.org/10.1615/JPorMedia.v12.i10.40

R. Tsai, and J.S. Huang, Comp. Mater. Sci. 47, 1 (2009). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2009.06.009

Q.Y. Zhu, et al., Int. J. Heat Mass Transf. 104, (2017). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.09.018

M. Madhu, et al., Int. Comm. Heat Mass Transfer. 117, (2020). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2020.104761

N. Ben Khelifa, et al., J. Non-Newt. Fluid Mech, 169-170, (2012). https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2011.11.002

S. Bensilakhal, et al., J. Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. 101, 1 (2023). https://doi.org/10.37934/arfmts.101.1.137159.

M. Naimi, et al., Engineering Computations. 17, 6 (2000), https://doi.org/10.1108/02644400010340570

C.H. Chen, et al., Physics Letters A. 370, 1 (2007), https://doi.org/10.1016/j.physleta.2007.05.024

M. Lamsaadi, et al., Num. Heat Transf. Part A: Applications. 53, 2 (2007), https://doi.org/10.1080/10407780701454055

M. Lamsaadi, et al., Ener. Conv. Manage. 47, 15-16 (2006), https://doi.org/10.1016/j.enconman.2005.10.028

M. H. Matin, et al., J. Non-Newt. Fluid Mech. 197, (2013), https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2013.02.002

Z.Z. Alloui, et al., J. Non-Newt. Fluid Mech. 196, (2013), https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2013.01.008

S. Khali, et al., Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 36, 2 (2022), https://doi.org/10.2514/1.T6405

M. Ohta, et al., Numerical Heat Transfer: Part A: Applications. 41, 4 (2002), https://doi.org/10.1080/104077802317261218

M. Hojjat, et al., Int. Comm. Heat Mass Transfer. 38, 2 (2011), https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2010.11.019

S.V. Solomatov, and A.C. Barr, Phys. Earth Planet. Int. 155, 1-2 (2006), https://doi.org/10.1016/j.pepi.2005.11.001

V.S. Solomatov, and A. C. Barr, Phys. Earth Planet. Int. 165, 1-2 (2007), https://doi.org/10.1016/j.pepi.2007.06.007

H. Pascal, Int. J. Numer. Analy. Methods Geomech. 7, 3 (1983), https://doi.org/10.1002/nag.1610070303

H. Pascal, Int. J. Engng Sci. 24, 9 (1986), https://doi.org/10.1016/0020-7225(86)90157-6

S.R. De Groot, and P. Mazur, Non-equilibrium thermodynamics, (Courier Corporation, 2013)

W. Bian, et al., Chem. Eng. Commun. 129, 1 (1994), https://doi.org/10.1080/00986449408936252

W. Bian, et al., Int. J. heat and fluid flow. 15, 5 (1994), https://doi.org/10.1016/0142-727X(94)90052-3

P. Vasseur, et al., Num Heat Transf. 15, 2 (1989), https://doi.org/10.1080/10407788908944686

R.V. Dharmadhikari, and D.D. Kale. Chem. Eng. Sci. 40, 3 (1985), https://doi.org/10.1016/0009-2509(85)85113-7

H.T. Chen, and C.K. Chen. J. Heat Transfer. 110, 1 (1988), https://doi.org/10.1115/1.3250462

H.T. Chen, and C.K. Chen. Int. Comm. Heat Mass Transfer. 15, 5 (1988), https://doi.org/10.1016/0735-1933(88)90051-6

Опубліковано
2024-03-05
Цитовано
Як цитувати
Хір, С., Ребхі, Р., Кезране, М., & Борджині, М. Н. (2024). Гістерезис та біфуркація бістабільності, індукована комбінованим зсувним згущенням рідини та подвійною дифузійною конвекцією в мілкопористих корпоратах, заповнених неньютонівськими степеневими рідинами. Східно-європейський фізичний журнал, (1), 203-220. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-17
Номер
№ 1 (2024): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2024 Салех Хір, Редха Ребхі, Мохамед Кезране, Мохамед Насер Борджині

Ліцезія Creative Commons

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).