Regular and chaotic electroconvective oscillations in poorly conducting media
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2017-4-45-51Abstract
Instability of a poorly conducting is investigated. Fluid is placed in alternating electric field of a horizontal capacitor heating from below. Low-mode electroconvection model is used. We consider the situation, when electroconductive mechanism makes the main contribution. Electroconductive charge formation mechanism associates with the dependence of the electrical conductivity on the fluid temperature. The simulation is carried out, taking into account a finite charge relaxation time, for a set of problem parameters corresponding to real fluids used in electrical engineering, e.g. capacitor or transformer oils. It has been found that perturbations grow in an oscillatory manner over the entire range of parameters. The synchronous disturbances are classified using fast Fourier transform. The map of periodic oscillation modes has been obtained in the parameter plane “the electric parameter – the period of the external field”. The dependence of the flow intensity on the modulation amplitude is investigated. The competition regions of perturbations different types with various heat flows are detectedReferences
Saranin V. A. Ustojchivost' ravnovesiya, zaryadka, konvekciya i vzaimodejstvie zhidkih mass v ehlektricheskih polyah (Stability of equilibrium, charge, convection and interaction of liquid mass in electric fields). M. Izhevsk: NIC "Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika", 2009. 332 p. (In Russian).
Atten P., Lacroix J. C., Malraison B. Chaotic motion in a coulomb force driven instability: large aspect ratio experiments. Physics Letters A, 1980, vol. 79, n 4, pp. 255–258.
DOI: 10.1016/0375-9601(80)90341-2
Malrison B., Atten P. Chaotic behavior of instability due to unipolar injection a dielectric liquid. Physical Review Letters, 1982, vol. 49, pp. 723–726. DOI: 10.1103/PhysRevLett.49.723
Traoré Ph., Pérez A. T. Two-dimensional numerical analysis of electroconvection in a dielectric liquid subjected to strong unipolar injection. Physics of Fluids, 2012, vol. 24, 037102.
DOI: 10.1063/1.3685721
Kartavykh N. N., Smorodin B. L., Il'in V. A. Parametric electroconvection in a weakly conducting fluid in a horizontal parallel-plate capacitor. Journal of Experimental and Theoretical Physics, 2015, vol. 121, no. 1, pp. 155–165.
DOI: 10.7868/S0044451015070160
Bologa M. K., Grosu F. P., Kozhuhar' I. A. Elektrokonvektsiya i teploobmen [Electroconvection and heat transfer]. Kishinev: Shtiintsa, 1977. 320 p. (In Russian).
Stishkov YU. K., Ostapenko A. A. Ehlektrogidrodinamicheskie techeniya v zhidkih diehlektrikah (Electrohydrodynamic flows in liquid dielectrics) Izdatel'stvo Leningradskogo universiteta, 1989. 176 p. (In Russian).
Zhakin A. I. Electrohydrodynamics. Physics-Uspekhi, 2012, vol. 55, no. 5, pp. 465–488. DOI: 10.3367/UFNr.0182.201205b.0495
Kosvincev S. R. Ehksperimental'noe izuchenie elektrokonvekcii v ploskom sloe neodnorodno nagretyh slaboprovodyashchih zhidkostej (Experimental study electroconvection in a flat layer of inhomogeneously heated poorly conducting liquid) // Bulletin of Perm University. Series: Physics, 1994, no. 2, pp. 128–140 (In Russian).
Zhdanov S. A., Kosvintsev S. R., Makarikhin I. Yu. Influence of an electric field on the stability of thermogravitational flow in a vertical capacitor. Journal of Experimental and Theoretical Physics, 2000, vol. 90, no 2, pp. 352–359.
Il'in V. A., Smorodin B. L. Nonlinear regimes of electroconvection in a low-conducting liquid. Technical Physics Letters, 2007, vol. 33, no. 4, pp. 355–357. DOI: 10.1134/S1063785007040256
Smorodin B. L., Velarde M. G. On the parametric excitation of electrothermal instability in a dielectric liquid layer using an alternating electric field. Journal of Electrostatics, 2001, vol. 50, no. 3, pp. 205–226.
DOI: 10.1016/S0304-3886(00)00036-X
Smorodin B. L., Taraut A. V. Dynamics of electroconvective wave flows in a modulated electric field. Journal of Experimental and Theoretical Physics, 2014, vol. 118, no. 1, pp. 158–165.
DOI: 10.7868/S0044451014010192
Kosvintsev S. R., Smorodin B. L., Zhdanov S. A., Makarikhin I. Yu. Electroconvective stability in a horizontal capacitor. Proceedings of International Conference "Modern Problems of Electrophysics and Electrohydrodynamics of Liquids" (MPEEL). St. Petersburg, 2000, pp. 79–82.
Berge P., Pomo I., Vidal K. Order within chaos: towards a deterministic approach to turbulence. New York: Wiley, 1986
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.
