×

内部热源对采用反馈控制策略的旋转纳米流体层中双扩散对流开始的影响。 (英语) Zbl 1448.76081号

小结:进行了线性稳定性分析,以检查在存在反馈控制的情况下,内部热源对具有双扩散系数的旋转纳米流体层(即Soret和Dufour)中Rayleigh-Bénard对流开始的影响。系统从下方加热,用于纳米流体层的模型包含了热泳和布朗运动的影响。该模型考虑了三种类型的边界系统,它们是:下边界曲面和上边界曲面都是自由的,下边界曲面是刚性的,上边界曲面是自由的。扰动态的特征值方程由简正波分析得到,并用Galerkin方法求解。研究发现,内部热源和Soret参数的影响使纳米流体层系统不稳定,同时增加科里奥利力、反馈控制和Dufour参数有助于推迟对流的开始。提高改性密度比会加速系统的不稳定性,并且在纳米流体系统中,改性颗粒密度没有显著影响。

MSC公司:

76D55型 不可压缩粘性流体的流动控制与优化
76U05型 旋转流体的一般理论
76兰特 自由对流
76兰特 扩散
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Choi,美国。;Siginer,D.A。;Wang,H.P.,用纳米颗粒增强流体的导热性,非牛顿流体的开发应用,99-105,(1995),马里兰州,马里兰州:美国机械工程师学会,马里兰州
[2] Masuda,H。;Ebata,A。;Teramae,K。;Hishinuma,N.,通过分散超细颗粒改变液体的导热性和粘度,Netsu Bussei,7,4,227-233,(1993)·doi:10.2963/jjtp.7.227
[3] Xuan,Y。;Li,Q.,纳米流体的传热增强,国际热量与流体流动杂志,21,1,58-64,(2000)·doi:10.1016/S0142-727X(99)00067-3
[4] 伊斯曼·J·A。;Choi,美国。;李,S。;于伟(Yu,W.)。;Thompson,L.J.,含铜纳米粒子的乙二醇基纳米流体的有效导热系数异常增加,《应用物理快报》,78,6,718-720,(2001)·数字对象标识代码:10.1063/1.1341218
[5] Das,S.K。;Putra,N。;蒂森,P。;Roetzel,W.,纳米流体导热性增强的温度依赖性,《传热杂志》,125,4,567-574,(2003)·数字对象标识代码:10.1115/1.1571080
[6] Buongiorno,J.,纳米流体中的对流传输,《传热杂志》,128,3,240-250,(2006)·数字对象标识代码:10.1115/12150834
[7] Tzou,D.Y.,自然对流中纳米流体的不稳定性,ASME传热杂志,130,7,(2008)·Zbl 1143.80330号 ·数字对象标识代码:10.1115/12908427
[8] Tzou,D.Y.,自然对流中纳米流体的热不稳定性,国际热质传递杂志,51,11-12,2967-2979,(2008)·Zbl 1143.80330号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.09.014
[9] 阿洛伊,Z。;Vasseur,P。;Reggio,M.,从下方加热的浅腔中纳米流体的自然对流,《国际热科学杂志》,50,3,385-393,(2011)·doi:10.1016/j.ijthermalsci.2010.04.006
[10] Nield,D.A。;库兹涅佐夫,A.V.,有限深度水平纳米流体层中对流的开始,《欧洲力学杂志》。B.流体,29,3,217-223,(2010)·Zbl 1193.76052号 ·doi:10.1016/j.euromechflu.2010.02.003
[11] 雅达夫·D。;阿格拉瓦尔,G.S。;Bhargava,R.,纳米流体中的RayleighBenard对流,国际应用数学与力学杂志,7,61-76,(2011)·Zbl 1432.76241号
[12] 哈达德,Z。;Abu Nada,E。;Oztop,H.F。;Mataoui,A.,《纳米流体中的自然对流:热泳和布朗运动效应在纳米流体传热增强中显著吗?》?,《国际热科学杂志》,57/152-162,(2012)·doi:10.1016/j.ijthermalsci.2012.01.016
[13] 美国古普塔。;夏尔马,J。;Wanchoo,R.K.,水平纳米流体层中的热溶液对流:振荡运动的引入,《工程和计算科学最新进展学报》(RAECS’14),IEEE·doi:10.1109/raecs.2014.6799566
[14] Ayano,M.S.,受霍尔流和离子滑移流影响的垂直板上的混合对流微极流体,受霍尔和离子滑移电流影响的垂直板面上的混合流微极流体会议录
[15] Hurle,D.T.J。;Jakeman,E.,Soret驱动的热溶质对流,流体力学杂志,47,4,667-687,(1971)·doi:10.1017/S0022112071001319
[16] Platten,J.K。;Chavepeyer,G.,《由Soret效应引起的Bénard细胞的振荡运动》,《流体力学杂志》,60,2,305-319,(1973)·Zbl 0262.76026号 ·doi:10.1017/S0022112073000182
[17] Caldwell,D.R.,瑞利-贝纳德实验中的非线性效应,流体力学杂志,42,1,161-175,(1970)·doi:10.1017/S0022112070001155
[18] Knobloch,E。;Moore,D.R.,实验性Soret对流的线性稳定性,《物理评论》A,37,3,860-870,(1988)·doi:10.1103/PhysRevA.37.860
[19] Bergeon,A。;亨利·D·。;Benhadid,H。;Tuckerman,L.S.,具有Soret效应的二元混合物中的Marangoni对流,流体力学杂志,375143-177,(1998)·Zbl 0936.76019号 ·doi:10.1017/S0022112098002614
[20] Slavtchev,S。;Simeonov,G。;Van Vaerenbergh,S。;Legros,J.C.,非线性Soret效应下二元液体层的Marangoni不稳定性,国际传热传质杂志,42,15,3007-3011,(1999)·Zbl 1042.76521号 ·doi:10.1016/S0017-9310(98)00353-6
[21] 萨拉瓦南,S。;Sivakumar,T.,具有通流和Soret效应的二元流体中Marangoni对流的精确解,应用数学建模。工程与环境系统的模拟与计算,33,9,3674-3681,(2009)·Zbl 1185.76427号·doi:10.1016/j.apm.2008.12.017
[22] Nield,D.A。;Kuznetsov,A.V.,《纳米流体层中双扩散对流的开始》,《国际热和流体流动杂志》,32,4,771-776,(2011)·doi:10.1016/j.ijheatfluidflow.2011.03.010
[23] 库兹涅佐夫公司。;Nield,D.A.,饱和多孔介质层中双扩散纳米流体对流的开始,多孔介质中的传输,85,3,941-951,(2010)·doi:10.1007/s11242-010-9600-1
[24] 雅达夫·D。;阿格拉瓦尔,G.S。;Bhargava,R.,二元纳米流体饱和多孔层中的对流开始,国际理论与应用多尺度力学杂志,2,3,198-224,(2012)·doi:10.1504/ijtamm.2012.049931
[25] 雅达夫·D。;阿格拉瓦尔,G.S。;Bhargava,R.,热导率和粘度变化的饱和多孔介质层中双扩散纳米流体对流的开始,多孔介质杂志,16,2,105-121,(2013)·doi:10.1615/JPorMedia.v16.i2.30
[26] 阿加瓦尔,S。;北卡罗来纳州萨切蒂。;Chandran,P。;Bhadauria,B.S。;Singh,A.K.,二元纳米流体饱和多孔层中的非线性对流传输,多孔介质中的传输,93,1,29-49,(2012)·doi:10.1007/s11242-012-9942-y
[27] Chand,R。;Rana,G.C.,具有索雷效应的纳米流体层中的磁对流,机械学报,9,2,(2015)·doi:10.1515/ama-2015-0011
[28] 北阿克巴。;Z.Khan。;Nadeem,S。;Khan,W.,纳米流体在磁场拉伸薄片上的双扩散自然对流边界层流动,热流和流体流动数值方法国际期刊,26,1,108-121,(2016)·Zbl 1356.76419号 ·doi:10.1108/HFF-01-2015-0019
[29] Gaikwad,S.N。;Kamble,S.S.,耦合应力流体饱和旋转各向异性多孔层中双扩散对流开始时的交叉扩散效应,应用流体力学杂志,9,4,1645-1654,(2016)
[30] 巴塔查里亚,S.P。;Jena,S.K.,带热源的微极流体水平层的热不稳定性,印度科学院。诉讼程序。数学科学,93,1,13-26,(1984)·Zbl 0566.76009号 ·doi:10.1007/BF02861831
[31] 查尔,M.-I。;Chiang,K.-T.,内部发热流体中Benard-Marangoni对流的稳定性分析,《物理杂志D:应用物理》,27,4,748-755,(1994)·doi:10.1088/0022-3727/27/4/012
[32] 莫赫塔,N.F.M。;新墨西哥州阿里芬。;Nazar,R。;伊斯梅尔,F。;Suleiman,M.,液体饱和多孔介质中的Marangoni对流与间歇发热,远东应用数学杂志,34,2,269-283,(2009)·Zbl 1167.76015号
[33] 莫赫塔,N.F.M。;新墨西哥州阿里芬。;Nazar,R。;伊斯梅尔,F。;Suleiman,M.,内部热生成对饱和多孔介质中Marangoni对流的影响,国际应用数学与统计杂志,19,112-122,(2010)·Zbl 1214.76003号
[34] 莫赫塔,N.F.M。;新墨西哥州阿里芬。;Nazar,R。;伊斯梅尔,F。;Suleiman,M.,具有可变形自由表面的叠合多孔流体层中内部生热对Marangoni对流的影响,国际物理科学杂志,6,23,5550-5563,(2011)·Zbl 1214.76003号
[35] Capone,F。;詹蒂莱,M。;Hill,A.A.,通过内部加热模拟具有通流的各向异性多孔层中的双扩散穿透对流,《国际传热与传质杂志》,54,7-8,1622-1626,(2011)·Zbl 1211.80006号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.11.020
[36] Bhadauria,B.S。;库马尔,A。;库马尔,J。;北卡罗来纳州萨切蒂。;Chandran,P.,旋转各向异性多孔层中的自然对流与内部热量生成,多孔介质中的传输,90,2,687-705,(2011)·doi:10.1007/s11242-011-9811-0
[37] 莫赫塔,N.F.M。;哈立德,I.K。;Arifin,N.M.,带反馈控制的微极流体中内部发热对benard-marangoni对流的影响,物理学杂志:会议系列,435,1,(2013)·doi:10.1088/1742-6596/435/1/012029
[38] 哈萨克斯坦哈立德。;莫赫塔尔,N.F.M。;Arifin,N.M.,磁场和内部发热对微极性流体中rayleigh-Bénard对流联合作用的统一解,《传热杂志》,135,10,(2013)·doi:10.1115/1.4024576
[39] 雅达夫·D。;巴加瓦,R。;Agrawal,G.S.,《边界和内部热源对纳米流体饱和多孔层中Darcy-Brinkman对流开始的影响》,《国际热科学杂志》,60,244-254,(2012)·doi:10.1016/j.ijthermalsci.2012.05.011
[40] 雅达夫·D。;Kim,C。;Lee,J。;Cho,H.H.,磁场对纯内部加热诱导纳米流体对流开始的影响,计算机与流体,121,26-36,(2015)·Zbl 1390.76900号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2015.07.024
[41] Nield,D.A。;库兹涅佐夫,A.V.,《内部加热纳米流体层中对流的开始》,《传热杂志》,136,1,(2014)·数字对象标识代码:10.1115/1.4025048
[42] 瓦基夫,A。;博拉希亚,Z。;Sehaqui,R.,在被辐射纳米流体饱和的旋转介质中,由纯内部加热引起的热对流的数值研究,国际计算机应用杂志,135,10,33-42,(2016)·doi:10.5120/ijca2016908529
[43] Chandrasekhar,S.,《流体动力学和水磁稳定性》(1961),英国牛津:牛津大学出版社,英国牛津·Zbl 0142.44103号
[44] 维达尔,A。;Acrivos,A.,科里奥利力对表面张力驱动对流的影响,流体力学杂志,26,4,807-818,(1966)·doi:10.1017/S002211206600154X
[45] 麦康吉,G.A。;Finlayson,B.A.,旋转流体层中表面张力驱动的振荡不稳定性,流体力学杂志,39,1,49-55,(1969)·doi:10.1017/S0022112069002035
[46] 高岛,M。;Namikawa,T.,磁场和旋转同时作用下的表面张力驱动对流,《物理快报》a,37,1,55-56,(1971)·doi:10.1016/0375-9601(71)90329-X
[47] 弗里德里希,R。;Rudraiah,N.,《温度梯度不均匀的旋转流体层中的Marangoni对流》,《国际传热与传质杂志》,27,3,443-449,(1984)·Zbl 0544.76041号 ·doi:10.1016/0017-9310(84)90291-6
[48] 杜伊贝,A。;Hannaoui,M。;Lebon,G。;Benaboud,A。;Khmou,A.,《交流电场和旋转对Bénard-Marangoni对流、流动、湍流和燃烧的影响》,67,3,185-204,(2001)·Zbl 1034.76022号 ·doi:10.1023/A:1015038222023
[49] Namikawa,T。;高岛,M。;松下,S.,旋转对由表面张力和浮力引起的对流不稳定性的影响,日本物理学会杂志,28,5,1340-1349,(1970)·doi:10.1143/JPSJ.28.1340
[50] 卡达姆,A。;Lebon,G.,Bénard-Marangoni在有和无表面变形的旋转流体中的对流,应用科学研究,52,4,295-308,(1994)·Zbl 0811.76021号 ·doi:10.1007/BF00936834
[51] 卡达姆,A。;Lebon,G.,旋转Bénard-Marangoni细胞的超稳定性,微重力夸脱,69-74,(1994)·Zbl 0811.76021号
[52] 哈希姆,I。;Sarma,W.,科里奥利力对Marangoni对流的影响,第15届澳大利亚流体力学会议论文集
[53] 雅达夫·D。;阿格拉瓦尔,G.S。;Bhargava,R.,旋转纳米流体层的热不稳定性,国际工程科学杂志,49,11,1171-1184,(2011)·Zbl 1423.76474号 ·doi:10.1016/j.ijengsci.2011.07.002
[54] 雅达夫·D。;巴加瓦,R。;Agrawal,G.S.,旋转纳米流体层中热不稳定性问题的数值解,《国际传热传质杂志》,63,313-322,(2013)·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.04.003
[55] 雅达夫·D。;巴加瓦,R。;阿格拉瓦尔,G.S。;Hwang,G.S。;Lee,J。;Kim,M.C.,纳米流体旋转层中的磁对流,《亚洲太平洋化学工程杂志》,9,5,663-677,(2014)·doi:10.1002/apj.1796
[56] 亚达夫博士。;阿格拉瓦尔,G.S。;Lee,J.,《旋转纳米流体层中的热不稳定性:修正模型》,《Ain Shams工程期刊》,7,1,431-440,(2016)·doi:10.1016/j.asej.2015年5月15日
[57] 王义忠。;辛格,J。;Bau,H.H.,控制热对流回路中的混沌,流体力学杂志,237479-498,(1992)·doi:10.1017/S0022112092003501
[58] Tang,J.,Rayleigh–Bénard对流的主动控制[博士论文],(1996),宾夕法尼亚大学
[59] Tang,J。;Bau,H.H.,通过使用反馈控制稳定Rayleigh-Bénard对流中的无运动状态,《物理评论快报》,70,12,1795-1798,(1993)·doi:10.1103/PhysRevLett.70.1795
[60] Tang,J。;Bau,H.H.,限制在从下方加热的水平多孔层中流体非运动状态的反馈控制稳定,流体力学杂志,257485-505,(1993)·Zbl 0789.76033号 ·doi:10.1017/S0022112093003179
[61] Tang,J。;Bau,H.H.,Rayleigh-Bénard问题中无运动状态的稳定,伦敦皇家学会学报A,447,587-607,(1994)·Zbl 0820.76041号
[62] Tang,J。;Bau,H.H.,用焦耳加热从下方加热的水平流体层的非运动状态的稳定,传热杂志,117,2,329-333,(1995)·doi:10.1115/1.2822525
[63] Tang,J。;Bau,H.H.,流体层从下加热到上冷却的非运动状态稳定实验,流体力学杂志,363153-171,(1998)·Zbl 0967.76511号 ·doi:10.1017/S002211209800891
[64] Tang,J。;Bau,H.H.,流体层从下加热和从上冷却的非运动状态稳定性的数值研究,流体物理学,10,7,1597-1610,(1998)·Zbl 0967.76511号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.869679
[65] Howle,L.E.,《小长径比容器中Rayleigh-Bénard对流的控制》,《国际传热传质杂志》,40,4,817-822,(1997)·doi:10.1016/0017-9310(96)00174-3
[66] Howle,L.E.,Rayleigh-Bénard对流的主动控制,流体物理学,9,7,1861-1863,(1997)·doi:10.1063/1.869335
[67] Howle,L.E.,使用阴影测量对受控Rayleigh-Bénard对流进行线性稳定性分析,流体物理,9,11,3111-3113,(1997)·doi:10.1063/1.869428
[68] 胡,H。;Bau,H.H.,平面Poiseuille流中延迟或提前线性失稳的反馈控制,A,447,299-312,(1994)·Zbl 0818.76020号
[69] Bau,H.H.,《Marangoni-Bénard对流的控制》,《国际传热传质杂志》,42,7,1327-1341,(1999)·Zbl 0981.76025号 ·doi:10.1016/S0017-9310(98)00234-8
[70] 北巴乔克。;新墨西哥州阿里芬。;Ali,F.M.,控制对Marangoni–Bénard对流开始的影响,均匀内部发热,国际数学与计算机科学杂志,24,23-29,(2008)
[71] 哈希姆,I。;Siri,Z.,通过反馈控制策略稳定旋转流体层中的稳态和振荡marangoni不稳定性,数值传热;A部分:应用,54,6,647-663,(2008)·网址:10.1080/10407780802289384
[72] Siri,Z。;Hashim,I.,旋转流体层中贝纳-马朗戈尼对流振荡的控制,2009年信号处理系统国际会议论文集(ICSPS’09)·doi:10.1109/ICSPS.2009.182
[73] Siri,Z。;Z.穆斯塔法。;Hashim,I.,《旋转和反馈控制对Bénard-Marangoni对流的影响》,《国际传热传质杂志》,52,25-26,5770-5775,(2009)·Zbl 1177.80057号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.07.025
[74] 新罕布什尔州阿比丁。;莫赫塔,N.F.M。;Arbin,N。;赛义德·J·M。;Arifin,N.M.,具有反馈控制的微极流体中的Marangoni对流,IEEE商业、工程和工业应用研讨会论文集(ISBELA’12)·doi:10.1109/ISBEIA.2012.6422949
[75] 哈萨克斯坦哈立德。;莫赫塔,N.F.M。;Arifin,N.M.,Rayleigh-Bénard在具有反馈控制效应的微极流体中的对流,《世界应用科学杂志》,21,3,112-118,(2013)·doi:10.5829/idosi.wasj.2013.21.am.21132
[76] BCS and Inc.,《余热回收:美国工业的技术和机遇》(2008),美国能源部,工业技术计划
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。