On Sufficient Conditions of Stability of Convective Dispersed Flows

  • Д.И. Попов Altai State University (Barnaul, Russia) Email: jeffersonshuffle@inbox.ru
  • Р.М. Утемесов Altai State University (Barnaul, Russia) Email: urm214@mail.ru
  • А.Ю. Юдинцев Altai State University (Barnaul, Russia) Email: a_yudintsev@mail.ru
  • Г.Н. Трошкина Altai State University (Barnaul, Russia) Email: g_troshkina@mail.ru
  • О.В. Махныткина Altai State University (Barnaul, Russia) Email: olesyamahnitkina@ya.ru
Keywords: dispersed flow, convective flow, Grashof number, sufficient conditions of stability, hydrodynamic stability

Abstract

This paper is concerned with an analysis of sufficient conditions of hydrodynamic stability of convective disperse flows. The applicability of this kind of researches is raised with an obvious need to consider the influence of nonhomogeneous effects or flow complications on heat-mass transfer characteristics. In particular, flows of two-phase systems are common in nature and technical applications. The sufficient conditions of disperse flow stability are analytically defined. The qualitative theoretical explanation of an effect dealing with sufficient flow stabilization at certain values of dispersion degree is presented. This effect was observed earlier in numerical experiments. The analytical form of dependency of the critical Grashof number versus dispersion degree value is obtained. The sufficient conditions are formulated as a variational inequality, properties of which are thoroughly discussed. It is found that the form of dependency of stability characteristics (Grashof number) has regions corresponding to resonant behavior of fluctuation energy dissipation, and the sufficient stabilization is observed.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-09

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

Д.И. Попов, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры прикладной информатики в экономике, государственном и муниципальном управлении
Р.М. Утемесов, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат технических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики
А.Ю. Юдинцев, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики в экономике, государственном и муниципальном управлении
Г.Н. Трошкина, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной информатики в экономике, государственном и муниципальном управлении
О.В. Махныткина, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной информатики в экономике, государственном и муниципальном управлении

References

Peter J. Schmid Nonmodal Stability Theory//Annual Review of Fluid Mechanics. -2007. -Vol. 39. fluid. 38.050304.092139 DOI: 10.1146/annurev

Luchini P., Bottaro A. Adjoint Equations in Stability Analysis//Annual Review of Fluid Mechanics. -2014. -Vol. 46 DOI: 10.1146/annurev-fluid-010313-141253

Crowe C.C.T., Schwarzkopf J.D., Sommerfeld M. Multiphase Flows with Droplets and Particles. CRC Press, Boca Raton, 2011 DOI: 10.1201/b11103

Balachandar S., John K. Eaton Turbulent Dispersed Multiphase Flow//Annual Review of Fluid Mechanics. -2010. -Vol. 42.

Saber A., Lundstrom T.S. and Hellstrom J.G.I. Turbulent Modulation in Particulate Flow: A Review of Critical Variables. -Engineering. -2015. -Vol. 7.

Боронин С.А. Устойчивость плоского течения Куэтта дисперсной среды с конечной объемной долей частиц//Известия РАН. МЖГ. -2011. -№ 1.

Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. Устойчивость конвективных течений. -М., 1989.

Никитенко Н.Г., Сагалаков А.М., Попов Д.И. О достаточных условиях устойчивости течения Куэтта -Пуазейля монодисперсной смеси // Теплофизика и аэромеханика. -2011. -№ 2.

Попов Д.И., Утемесов Р.М. Оценка правой границы спектра в задаче об устойчивости параллельного течения двухфазной жидкости//Известия Алтайского гос. унта. -2012. -№ 1-2 (73).

Попов Д.И., Утемесов Р.М. Моделирование конвекции Бенара -Рэлея дисперсной смеси//Ломоносовские чтения на Алтае: фундаментальные проблемы науки и образования: сб. науч. ст. Междунар. конф., Барнаул, 20-24 октября, 2015. -Барнаул, 2015.

Foias C., Manley O., Rosa R., Temam R. Navier -Stokes Equations and Turbulence. -Cambridge, 2004.

Попов Д.И., Сагалаков А.М. Спектр одной граничной задачи для модели двухскоростной жидкости//Известия Алтайского гос. ун-та. -2011. -№ 1-1 (69).

Гловински Р., Лионс Ж-Л., Тремольер Р Численное исследование вариационных неравенств. -М., 1979.

Лионс Ж-Л., Мадженес Э. Неоднородные граничные задачи и их приложения. -М., 1971.

How to Cite
Попов Д., Утемесов Р., Юдинцев А., Трошкина Г., Махныткина О. On Sufficient Conditions of Stability of Convective Dispersed Flows // Izvestiya of Altai State University, 1, № 1(89) DOI: 10.14258/izvasu(2016)1-09. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282016%291-09.