Анализ линейной устойчивости смешанного конвективного течения Марангони для наножидкостей в горизонтальном открытом канале
Л. Бамму1, Х. Сухар1, С. Алами1, М. Федои1, Г.И. Ле2
1Университет Ибн Зохр, Агадир, Марокко
lahcen.bammou@uiz.ac.ma
2Университет По региона Адур, По, Франция
yves.leguer@univ-pau.fr
Ключевые слова: смешанная конвекция, термоконвективная неустойчивость, термокапиллярный эффект, наножидкость
Страницы: 411-428
Аннотация
В работе представлен анализ линейной устойчивости ламинарного смешанного конвективного течения при наличии термокапиллярного эффекта в горизонтальном равномерно нагретом снизу бесконечном канале. Рассматриваются чистая вода и наножидкость на водной основе, содержащая различные объемные доли наночастиц Al2O3 и Ag. Результаты представлены для объемных долей, не превышающих 3 %. Реализован спектральный метод коллокации, основанный на многочленах Чебышева, и решена алгебраическая задача на собственные значения. Численно определены пороги возникновения конвективной неустойчивости в виде продольных и поперечных валиков. Сравнение течений чистой воды и наножидкости позволяет исследовать влияние наночастиц на критические параметры возникновения конвективных валиков. Изучено совместное влияние сил плавучести и термокапиллярных эффектов на неустойчивость течения и показано, что вследствие антогонизма этих двух эффектов снижаются критические характеристики устойчивости потока для чистой воды и для наножидкости. Также приводятся критические волновые числа, характеризующие размер конвективных ячеек в наножидкости, которые затем анализируются и сопоставляются с таковыми в потоке чистой воды без наночастиц. Кроме того, изучается влияние типа и объемной доли наночастиц на устойчивость системы.
|
