home

Устойчивость механического равновесия и конвективные режимы наносуспензии на основе сложного носителя

?
УСТОЙЧИВОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ И
КОНВЕКТИВНЫЕ РЕЖИМЫ НАНОСУСПЕНЗИИ
НА ОСНОВЕ СЛОЖНОГО НОСИТЕЛЯ
А. И. Меньшиков
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Численно исследована устойчивость механического равновесия плоского слоя
наносуспензии на основе сложного носителя относительно нейтральных нормальных возмущений. Конвективная система находится в статическом гравитационном поле, термодиффузия и седиментация учитываются как наиболее
значимые эффекты. Для описания конвективного течения использована математическая модель, основанная на уравнениях для несжимаемой жидкости в
приближении Буссинеска. Изучено поведение нейтральных кривых при изменении управляющих параметров задачи – числа Больцмана и безразмерного
термодиффузионного параметра. Решение безразмерной системы уравнений
для амплитуд нейтральных возмущений производилось при помощи численного метода стрельбы. При изменении параметра Больцмана было обнаружено немонотонное поведение критического числа Рэлея. Первоначально при
увеличении числа Больцмана критическое число Рэлея убывает, однако далее
наблюдался его рост. Продемонстрировано, что изменение параметров, отвечающих за седиментацию и термодиффузию, вносит наибольший вклад в изменение значений критических параметров. Показано, что “включение” данных механизмов приводит к уплощению нейтральных кривых, за счет чего
ожидается большее разнообразие конвективных режимов в области малой
надкритичности.
Ключевые слова: тепловая конвекция; термодиффузия; седиментация

STABILITY OF MECHANICAL EQUILIBRIUM AND
CONVECTIVE REGIMES OF NANOSUSPENSION ON
THE BASE OF BINARY MOLECULAR MEDIUM
A. I. Menshikov
Perm State University, Bukireva St. 15, 614990, Perm
The stability of mechanical equilibrium of horizontal layer of nanosuspension on
the base of binary molecular medium is investigated numerically. Convective system is subjected to the static gravity field. The linear stability is considered relatively to the normal neutral disturbances. Effects of thermal diffusion and sedimentation
are taken into account in calculations. The model is based on the system of the differential equations in the Boussinesq approximation. The shooting technique is applied to solve the spectral amplitude problem. Non-monotonous behavior of the
critical Rayleigh number in dependence on Boltzmann number has been received in
our model. It is demonstrated that the change in Boltzmann number and thermodiffusion parameter makes the largest contribution to the change of the critical parameters. It is shown that the "inclusion" of these mechanisms leads to the broaden-

108