Skip to main content

2023 | OriginalPaper | Buchkapitel

Magnetohydrodynamic Mixed Convection Flow in a Vertical Channel Filled with Porous Media

verfasst von : Nidhi Singh, Manish K. Khandelwal

Erschienen in: Frontiers in Industrial and Applied Mathematics

Verlag: Springer Nature Singapore

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Das Kapitel befasst sich mit dem Phänomen des gemischten Konvektionsflusses in einem vertikalen porösen Mediumkanal, der durch thermischen Auftrieb und ein externes Druckgefälle angetrieben wird. Es betont die Bedeutung magnetohydrodynamischer (MHD) Effekte auf die Strömungsstabilität, insbesondere bei einem transversalen Magnetfeld. Die Studie verwendet lineare Stabilitätsanalysen, um die Auswirkungen verschiedener Parameter, einschließlich der Hartmann-Zahl, der Darcy-Zahl und der Rayleigh-Zahl, auf die Instabilität des Flusses zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass, während das Magnetfeld dazu neigt, die Strömung zu stabilisieren, eine erhöhte Durchlässigkeit der Medien und der thermische Auftrieb Strömungsinstabilitäten hervorrufen können. Das Kapitel bietet wertvolle Einblicke in das Verhalten von MHD-Mischkonvektionsströmen, die für Anwendungen in Wärmetauschern, Kernreaktoren und elektronischen Geräten von entscheidender Bedeutung sind.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Chen, Y.C., Chung, J.N.: The linear stability of mixed convection in a vertical channel flow. J. Fluid Mech. 325, 29–51 (1996)CrossRefMATH Chen, Y.C., Chung, J.N.: The linear stability of mixed convection in a vertical channel flow. J. Fluid Mech. 325, 29–51 (1996)CrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Chen, Y.C., Chung, J.N.: Stability of mixed convection in a differentially heated vertical channel. J. Heat Transf. 120, 127–132 (1998)CrossRef Chen, Y.C., Chung, J.N.: Stability of mixed convection in a differentially heated vertical channel. J. Heat Transf. 120, 127–132 (1998)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Chen, Y.C., Chung, J.N.: A direct numerical simulation of k and h-type flow transition phenomenon in a heated vertical channel. Phys. Fluids 14, 3327–3346 (2002)CrossRefMATH Chen, Y.C., Chung, J.N.: A direct numerical simulation of k and h-type flow transition phenomenon in a heated vertical channel. Phys. Fluids 14, 3327–3346 (2002)CrossRefMATH
4.
Zurück zum Zitat Khandelwal, M.K., Bera, P.: Weakly nonlinear stability analysis of non-isothermal Poiseuille flow in a vertical channel. Phys. Fluids 27, 064103-1-24 (2015) Khandelwal, M.K., Bera, P.: Weakly nonlinear stability analysis of non-isothermal Poiseuille flow in a vertical channel. Phys. Fluids 27, 064103-1-24 (2015)
5.
Zurück zum Zitat Su, Y.C., Chung, J.N.: Linear stability analysis of mixed convection flow in a vertical pipe. J. Fluid Mech. 422, 141–166 (2000)CrossRefMATH Su, Y.C., Chung, J.N.: Linear stability analysis of mixed convection flow in a vertical pipe. J. Fluid Mech. 422, 141–166 (2000)CrossRefMATH
6.
Zurück zum Zitat Yao, L.S., Rogers, B.B.: The linear stability of mixed convection in a vertical annulus. J. Fluid Mech. 201, 279–298 (1989)CrossRef Yao, L.S., Rogers, B.B.: The linear stability of mixed convection in a vertical annulus. J. Fluid Mech. 201, 279–298 (1989)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Geindreau, C., Auriault, J.L.: Magnetohydrodynamic flows in porous media. J. Fluid Mech. 466, 343–363 (2002)CrossRefMATH Geindreau, C., Auriault, J.L.: Magnetohydrodynamic flows in porous media. J. Fluid Mech. 466, 343–363 (2002)CrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Mc Whirter, J., Crawford, M., Klein, D., Sanders, T.: Modal for inertialess magnetohydrodynamic flow in packed beds. Fus. Technol. 34, 187–197 (1998) Mc Whirter, J., Crawford, M., Klein, D., Sanders, T.: Modal for inertialess magnetohydrodynamic flow in packed beds. Fus. Technol. 34, 187–197 (1998)
9.
Zurück zum Zitat Bera, P., Khalili, A.: Stability of mixed convection in an anisotropic porous channel. Phys. Fluids 14, 1617–1630 (2002)CrossRefMATH Bera, P., Khalili, A.: Stability of mixed convection in an anisotropic porous channel. Phys. Fluids 14, 1617–1630 (2002)CrossRefMATH
10.
Zurück zum Zitat Bera, P., Khalili, A.: Influence of Prandtl number on stability of mixed convective flow in a vertical channel filled with a porous medium. Phys. Fluids 18, 124103 (2006)CrossRefMATH Bera, P., Khalili, A.: Influence of Prandtl number on stability of mixed convective flow in a vertical channel filled with a porous medium. Phys. Fluids 18, 124103 (2006)CrossRefMATH
11.
Zurück zum Zitat Kumar, J., Bera, P., Khalili, A.: Influence of inertia and drag terms on the stability of mixed convection in a vertical porous-medium channel. Int. J. Heat Mass Transf. 53, 5261–5271 (2010)CrossRefMATH Kumar, J., Bera, P., Khalili, A.: Influence of inertia and drag terms on the stability of mixed convection in a vertical porous-medium channel. Int. J. Heat Mass Transf. 53, 5261–5271 (2010)CrossRefMATH
12.
Zurück zum Zitat Bera, P., Khandelwal, M.K.: A thermal non-equilibrium perspective on instability mechanism of nonisothermal poiseuille flow in a vertical porous medium channel. Int. J. Ther. Sci. 105, 159–173 (2016)CrossRef Bera, P., Khandelwal, M.K.: A thermal non-equilibrium perspective on instability mechanism of nonisothermal poiseuille flow in a vertical porous medium channel. Int. J. Ther. Sci. 105, 159–173 (2016)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Khandelwal, M.K., Bera, P.: A thermal non equilibrium perspective on mixed convection in a vertical channel, Int. J. Ther. Sci. 56, 23–34 (2012) Khandelwal, M.K., Bera, P.: A thermal non equilibrium perspective on mixed convection in a vertical channel, Int. J. Ther. Sci. 56, 23–34 (2012)
14.
Zurück zum Zitat Sharma, A.K., Khandelwal, M.K., Bera, P.: Finite amplitude analysis of non-isothermal parallel flow in a vertical channel filled with a highly permeable porous medium. J. Fluid Mech. 857, 469–507 (2018)CrossRefMATH Sharma, A.K., Khandelwal, M.K., Bera, P.: Finite amplitude analysis of non-isothermal parallel flow in a vertical channel filled with a highly permeable porous medium. J. Fluid Mech. 857, 469–507 (2018)CrossRefMATH
15.
Zurück zum Zitat Khandelwal, M.K., Sharma, A.K., Bera, P.: Instability of mixed convection in a differentially heated channel filled with porous medium: a finite amplitude analysis. Phys. Fluids 33, 024109 (2021)CrossRef Khandelwal, M.K., Sharma, A.K., Bera, P.: Instability of mixed convection in a differentially heated channel filled with porous medium: a finite amplitude analysis. Phys. Fluids 33, 024109 (2021)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Wallace, W.E., Pierce, C.I., Swayer, W.: Experiments on the flow of mercury in porous media in a transverse magnetic field. Technical Report, TN 23, U7, No. 7259. US Bureau of Mines Wallace, W.E., Pierce, C.I., Swayer, W.: Experiments on the flow of mercury in porous media in a transverse magnetic field. Technical Report, TN 23, U7, No. 7259. US Bureau of Mines
17.
Zurück zum Zitat Raptis, A., Perdikis, C.: Magnetohydrodynamics effects on mass transfer flow through porous medium. Astrophys. Space Sci. 113, 53–58 (1985)CrossRef Raptis, A., Perdikis, C.: Magnetohydrodynamics effects on mass transfer flow through porous medium. Astrophys. Space Sci. 113, 53–58 (1985)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Ram, G., Mishra, R.S.: Unsteady flow through magnetohydrodynamic porous media. Indian J. Pure Appl. Maths 8, 637–647 (1977)MATH Ram, G., Mishra, R.S.: Unsteady flow through magnetohydrodynamic porous media. Indian J. Pure Appl. Maths 8, 637–647 (1977)MATH
19.
Zurück zum Zitat Tawil, M.A.E., Kamel, M.H.: MHD flow under stochastic porous media. Energy Conserv. Manag. 35, 991–997 (1994)CrossRef Tawil, M.A.E., Kamel, M.H.: MHD flow under stochastic porous media. Energy Conserv. Manag. 35, 991–997 (1994)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Yih, K.A.: The effect of uniform suction/blowing on heat transfer of magnetohydrodynamic Hiemenz flow through porous media. Acta Mech. 130, 147–158 (1998)CrossRefMATH Yih, K.A.: The effect of uniform suction/blowing on heat transfer of magnetohydrodynamic Hiemenz flow through porous media. Acta Mech. 130, 147–158 (1998)CrossRefMATH
21.
Zurück zum Zitat Prescott, P.J., Incropera, F.P.: Magnetically damped convection during solidification of a binary metal alloy. J. Heat Transf. 115, 302–310 (1993)CrossRef Prescott, P.J., Incropera, F.P.: Magnetically damped convection during solidification of a binary metal alloy. J. Heat Transf. 115, 302–310 (1993)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Rudriah, N., Ramaiah, B.K., Rajasekhar, B.M.: Hartmann flow over a permeable bed. Intl J. Eng. Sci. 13, 1–24 (1975)CrossRefMATH Rudriah, N., Ramaiah, B.K., Rajasekhar, B.M.: Hartmann flow over a permeable bed. Intl J. Eng. Sci. 13, 1–24 (1975)CrossRefMATH
23.
Zurück zum Zitat Takashima, M.: The stability of natural convection in a vertical layer of electrically conducting fluid in the presence of a transverse magnetic field. Fluid Dyn. Res. 14, 121–134 (1994)CrossRef Takashima, M.: The stability of natural convection in a vertical layer of electrically conducting fluid in the presence of a transverse magnetic field. Fluid Dyn. Res. 14, 121–134 (1994)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Hudoba, A., Molokov, S.: Linear stability of buoyant convective flow in a vertical channel with internal heat sources and a transverse magnetic field. Phys. Fluids 28(114103), 1–19 (2016) Hudoba, A., Molokov, S.: Linear stability of buoyant convective flow in a vertical channel with internal heat sources and a transverse magnetic field. Phys. Fluids 28(114103), 1–19 (2016)
25.
Zurück zum Zitat Kolyshkin, A.A.: On the stability convection generated by internal heat sources in a magnetic field. Can. J. Phys. 66, 990–993 (1988)CrossRef Kolyshkin, A.A.: On the stability convection generated by internal heat sources in a magnetic field. Can. J. Phys. 66, 990–993 (1988)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Stuart, J.T.: On the stability of viscous flow between parallel planes in the presence of co-planner magnetic field. Proc. Royal Soc. Lond. A 221,189-XX (1954) Stuart, J.T.: On the stability of viscous flow between parallel planes in the presence of co-planner magnetic field. Proc. Royal Soc. Lond. A 221,189-XX (1954)
27.
Zurück zum Zitat Lock, R.C.: The stability of the flow of an electrically conducting fluid between parallel plane under transverse magnetic field. Proc. R. Soc. A 233, 105–125 (1955) Lock, R.C.: The stability of the flow of an electrically conducting fluid between parallel plane under transverse magnetic field. Proc. R. Soc. A 233, 105–125 (1955)
28.
Zurück zum Zitat Hunt, J.C.R.: On the stability of parallel flows with parallel magnetic fields. Proc. R. Soc. A 293, 342–358 (1966) Hunt, J.C.R.: On the stability of parallel flows with parallel magnetic fields. Proc. R. Soc. A 293, 342–358 (1966)
29.
Zurück zum Zitat Satake, S., Sone, K., Furumi, K., Kunugi, T.: Direct numerical simulation of turbulent mixed convection in a vertical channel in a wall normal magnetic field. Fusion Eng. Des. 87, 798–802 (2012)CrossRef Satake, S., Sone, K., Furumi, K., Kunugi, T.: Direct numerical simulation of turbulent mixed convection in a vertical channel in a wall normal magnetic field. Fusion Eng. Des. 87, 798–802 (2012)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Saleh, H., Hashim, I.: Flow reversal of fully-developed mixed MHD convection in vertical channels. Chin. Phys. Lett. 27, 024401–024403 (2010)CrossRef Saleh, H., Hashim, I.: Flow reversal of fully-developed mixed MHD convection in vertical channels. Chin. Phys. Lett. 27, 024401–024403 (2010)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Shankar, B.M., Kumar, J., Shivakumara, I.S.: Magnetohydrodynamic instability of mixed convection in a differentially heated vertical channel. Eur. Phys. J. Plus 134(53), 1–12 (2019) Shankar, B.M., Kumar, J., Shivakumara, I.S.: Magnetohydrodynamic instability of mixed convection in a differentially heated vertical channel. Eur. Phys. J. Plus 134(53), 1–12 (2019)
32.
Zurück zum Zitat Singh, N., Khandelwal, M.K., Yu, P.: Instability of mixed convection flow in a differentially heated channel under a magnetic field with internal heating. Phys. Fluids 33, 094102 (2021)CrossRef Singh, N., Khandelwal, M.K., Yu, P.: Instability of mixed convection flow in a differentially heated channel under a magnetic field with internal heating. Phys. Fluids 33, 094102 (2021)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Nield, D.A., Bejan, A.: Convection in Porous Media, 4th edn. Springer, New York (2013) Nield, D.A., Bejan, A.: Convection in Porous Media, 4th edn. Springer, New York (2013)
34.
Zurück zum Zitat Drazin, P.G., Reid, W.H.: Hydrodynamic Stability. Cambridge University Press, Cambridge (2004)CrossRefMATH Drazin, P.G., Reid, W.H.: Hydrodynamic Stability. Cambridge University Press, Cambridge (2004)CrossRefMATH
Metadaten
Titel
Magnetohydrodynamic Mixed Convection Flow in a Vertical Channel Filled with Porous Media
verfasst von
Nidhi Singh
Manish K. Khandelwal
Copyright-Jahr
2023
Verlag
Springer Nature Singapore
DOI
https://doi.org/10.1007/978-981-19-7272-0_24

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.