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Convective Instability in Slip Flow in a Vertical Circular Porous MicroChannel

机译：在垂直圆形多孔微通道中的滑动流中的对流稳定性

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摘要

The paper represents an analysis of convective instability in a vertical cylindrical porous microchannel performed using the Galerkin method. The dependence of the critical Rayleigh number on the Darcy, Knudsen, and Prandtl numbers, as well as on the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, was obtained. It was shown that a decrease in permeability of the porous medium (in other words, increase in its porosity) causes an increase in flow stability. This effect is substantially nonlinear. Under the condition Da 0.1, the effect of the porosity on the critical Rayleigh number practically vanishes. Strengthening of the slippage effects leads to an increase in the instability of the entire system. The slippage effect on the critical Rayleigh number is nonlinear. The level of nonlinearity depends on the Prandtl number. With an increase in the Prandtl number, the effect of slippage on the onset of convection weakens. With an increase in the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, the influence of the Prandtl number decreases. At high values of the Prandtl numbers (Pr 10), its influence practically vanishes.
机译：本文代表了使用Galerkin方法进行的垂直圆柱形多孔微通道中对流不稳定性的分析。得到了临界瑞利数对达西，Knudsen和Prandtl号的依赖性，以及流体和壁的热导体的比例。结果表明，多孔介质的渗透性（换句话说，其孔隙率的增加）导致流动稳定性增加。这种效果基本上是非线性的。根据条件da＆ 0.1，孔隙度对临界瑞利数的影响实际上消失了。加强滑动效应导致整个系统的不稳定性的增加。对临界瑞利数的滑动效果是非线性的。非线性水平取决于普朗特数。随着普朗特数量的增加，滑动对对流发作的影响削弱了。随着流体和壁的热导体的比率的增加，PRANDTL数量的影响降低。在Prandtl号的高值（Pr> 10），其影响实际上消失了。

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  • 来源
    《Transport in Porous Media》 |2021年第3期|661-678|共18页
  • 作者

    Avramenko A. A.; Shevchuk I. V; Tyrinov A. I;

  • 作者单位

    Natl Acad Sci Inst Engn Thermophys UA-03057 Kiev Ukraine;

    TH Koln Univ Appl Sci Inst Gen Mech Engn D-51643 Gummersbach Germany;

    Natl Acad Sci Inst Engn Thermophys UA-03057 Kiev Ukraine;

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