A theoretical study of flop-over oscillations in connected channels for nanofluids with concentration dependent viscosity
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-3-12-19Keywords:
nanofluid, connected channels, thermal convection, thermodiffusive separation, flop-over oscillationsAbstract
Thermal convection of a nanofluid in connected channels heated from below was studied theoretically. Thin channels with boundaries of high thermal conductivity were considered. Direct numerical simulation was based on the set of partial differential equations derived with the help of Galerkin method. The final system was solved by the method of finite differences. It has been shown that normal thermodiffusion exerts principal influence on the formation of particular non-linear flop-over oscillations. Cross-sections of concentration, velocity and temperature were obtained at various heights in the channel. The form and period of these oscillations were analyzed with respect to supercriticality for different values of governing parameters. A quadratic dependence of viscosity on concentration was taken into account. The period of oscillation was found to decrease with the growth of this effect. As a result of the normalization procedure the general law for the period of oscillation has been found. Qualitative agreement between calculation and experiment has been demonstrated.References
Gershuni G.Z., Zhukhovitskii E.M. Convective stability of incompressible fluids. Jerusalem: Keter Publishing House, 1976. 330 p.
Nield D. The thermohaline Rayleigh-Jeffreys problem. Journal of Fluid Mechanics, 1967, vol. 29, no. 3, pp. 545-558. doi:10.1017/S0022112067001028
Onsager L., Theories and problems of liquid diffusion. Annals of the New York Academy of Sciences, 1945, vol. 46, no. 5, pp. 241-265.
Glukhov A. F., Putin G. F. Convection of magnetic fluids in connected channels heated from below. Fluid Dynamics, 2010, vol. 45, no. 5, pp. 713-718.
Glukhov A. F., Demin V. A., Putin G. F. Binary-mixture convection in connected channels heated from below. Fluid Dynamics, 2007, vol. 42, no. 2, pp. 160-169.
Rudyak V.Ya. Viscosity of nanofluids – Why it is not described by the classical theories. Advances in nanoparticles, 2013, no. 2, pp. 266-279.
Sprenger L., Lange A., Odenbach S. Thermodiffusion in concentrated ferrofluids: A review and current experimental and numerical results on non-magnetic thermodiffusion. Physics of Fluids, 2013, vol. 25, 122002.
Landau L. D., Lifshitz E.M. Fluid mechanics. Course of Theoretical Physics. Vol. 6, 1966, 536 p.
Roache P. Computational fluid dynamics. Albuquerque, New Mexico, Hermosa Pub., 1976. 446 p.
Fletcher C.A.J. Computational techniques for fluid dynamics. Springer, 2005. 406 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
