Stability of advective flow in a rotating layer of a conducting fluid placed in a permanent uniform magnetic field
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2022-3-12-20Abstract
An exact solution of the Navier-Stokes equations in the Boussinesq approximation is presented. It describes advective flow in a flat rotating layer of an incompressible conducting fluid, on the horizontal boundaries of which a linear temperature distribution is set. The rotation axis is perpendicular to the fluid layer. The layer is placed in a constant homogeneous magnetic field oriented opposite to the force of gravity. The behavior of the flow velocity and temperature depending on the Taylor and Hartmann numbers is investigated. The stability of advective flow under normal perturbations is investigated within the framework of linear theory using a new numerical method. The problem is reduced to a one-dimensional system of partial differential equations with unknown functions depending on time and the vertical coordinate, which is solved using the grid method. Calculations have shown that a weak magnetic field increases the stability of the flow without changing the oscillatory character of instability. For the nonlinear formulation of the problem, the finite-amplitude perturbations in the supercritical region near the minima of neutral curves are studied numerically. Calculations have shown that thermal spots moving in opposite directions appear near the upper and lower boundaries of the layer. Near the horizontal boundaries of the layer forms a system of running helical vortices, arising in the region with unstable temperature stratification. The magnetic field strength perturbation has a spiral shape.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International 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.