Другие статьи

 

Операции с матрицами на C++.   Класс DMatrix

 


 

Transition to turbulence in Taylor-Couette ferrofluidic flow

 

Переход к турбулентности в ферромагнитном потоке Куэтта-Тейлора

 

Sebastian Altmeyer, Younghae Do and Ying-Cheng Lai

(2015)

(источник)

 

 

It is known that in classical fluids turbulence typically occurs at high Reynolds numbers. But can turbulence occur at low Reynolds numbers? Here we investigate the transition to turbulence in the classic Taylor-Couette system in which the rotating fluids are manufactured ferrofluids with magnetized nanoparticles embedded in liquid carriers. We find that, in the presence of a magnetic field transverse to the symmetry axis of the system, turbulence can occur at Reynolds numbers that are at least one order of magnitude smaller than those in conventional fluids. This is established by extensive computational ferrohydrodynamics through a detailed investigation of transitions in the flow structure, and characterization of behaviors of physical quantities such as the energy, the wave number, and the angular momentum through the bifurcations. A finding is that, as the magnetic field is increased, onset of turbulence can be determined accurately and reliably. Our results imply that experimental investigation of turbulence may be feasible by using ferrofluids. Our study of transition to and evolution of turbulence in the Taylor-Couette ferrofluidic flow system provides insights into the challenging problem of turbulence control.

 

Известно, что в классических жидкостях турбулентность обычно возникает при больших числах Рейнольдса. Но может ли турбулентность возникать при малых числах Рейнольдса? В данной статье мы исследуем переход к турбулентности в классической системе Тейлора-Куэтта, в которой используются жидкости с добавлением намагниченных наночастиц. Мы приходим к выводу, что в присутствии магнитного поля, перпендикулярного оси симметрии системы, турбулентность может возникать при числах Рейнольдса, по крайней мере на один порядок меньших, чем в случае обычных жидкостей. Это установлено путем подробных вычислений на основе феррогидродинамики, включая детальное исследование переходов в структуре потока и наблюдение за переходами физических величин, таких как энергия, волновое число и угловой момент при бифуркациях. Наша находка заключается в том, что при увеличении магнитного поля момент зарождения турбулентности можно определить точно и достоверно. Результаты исследования подтверждают, что экспериментальное исследование турбулентности может быть осуществлено с использованием феррожидкостей. Наше исследование перехода к турбулентности и ее эволюции в системе феррожидкостного течения Тейлора-Куэтта обеспечивает понимание сложной задачи управления турбулентностью.

 

 

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

 

 

 


Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Рейтинг@Mail.ru