Journal of Experimental and Theoretical PhysicsJournal of Experimental and Theoretical Physics0044-45103034-641XRussian Academy of Science10.31857/S0044451024060129NELINEYNYE KOLEBANIYa SLABOPROVODYaShchEY ZhIDKOSTI V PEREMENNOM ELEKTRIChESKOM POLE V RAMKAKh MALOMODOVOGO PRIBLIZhENIYaНЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СЛАБОПРОВОДЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ В ПЕРЕМЕННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ В РАМКАХ МАЛОМОДОВОГО ПРИБЛИЖЕНИЯNekrasovO. O.НекрасовО. О. nekrasov_o_o_noemail@ras.ruKartavykhN. N.КартавыхН. Н. kartavykh_n_n_noemail@ras.ruПермский государственный национальный исследовательский университетПермский государственный национальный исследовательский университет010620241656848856

Исследуется плоский горизонтальный бесконечный слой вязкой несжимаемой слабопроводящей жидкости, помещенный в гравитационное и переменное электрическое поля, слой нагревается на верхней границе. Для решения задачи используется восьмимодовая модель электроконвекции (расширенная модель Лоренца). Задача решается численно. В результате анализа линейной устойчивости системы для различных периодов внешнего электрического поля получены критические волновое число и электрическое число Рэлея. В случае нелинейной эволюции системы получены бифуркационные диаграммы: зависимости безразмерного теплопотока от амплитуды колебаний внешнего электрического поля. Найдены различные виды отклика системы на внешнее воздействие: периодические, квазипериодические и хаотические колебания, а также гистерезисные переходы между ними и состоянием равновесия. Получена карта режимов течения жидкости.

Исследуется плоский горизонтальный бесконечный слой вязкой несжимаемой слабопроводящей жидкости, помещенный в гравитационное и переменное электрическое поля, слой нагревается на верхней границе. Для решения задачи используется восьмимодовая модель электроконвекции (расширенная модель Лоренца). Задача решается численно. В результате анализа линейной устойчивости системы для различных периодов внешнего электрического поля получены критические волновое число и электрическое число Рэлея. В случае нелинейной эволюции системы получены бифуркационные диаграммы: зависимости безразмерного теплопотока от амплитуды колебаний внешнего электрического поля. Найдены различные виды отклика системы на внешнее воздействие: периодические, квазипериодические и хаотические колебания, а также гистерезисные переходы между ними и состоянием равновесия. Получена карта режимов течения жидкости.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-21-00344, https://rscf.ru/project/23-21-00344/).Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-21-00344, https://rscf.ru/project/23-21-00344/).В. C. Авдуевский, И. В. Бармин, C. Д. Гришин и др., Проблемы космического производства, Машиностроение, Москва (1980).В. И. Полежаев, А. В. Бунэ, Н. А. Верезуб и др., Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье –Стокса, Наука, Москва (1987).А. В. Гетлинг, Конвекция Рэлея – Бенара: Структуры и динамика, Эдиториал УРСС, Москва (1999).Г. З. Гершуни, Е. М. Жуховицкий, Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости, Наука, Москва (1972).Г. А. Остроумов, Взаимодействие электрических и гидродинамических полей: физические основы электрогидродинамики, Наука, Москва (1979).М. К. Болога, Ф. П. Гросу, И. А. Кожухарь, Электроконвекция и теплообмен, Штиинца, Кишенев (1977).B. L. Smorodin and M. G. Verlade, J. Electrostatics 48, 261 (2000).В. А. Ильин, Б. Л. Смородин, Письма в ЖТФ 31, 57 (2005).Н. Н. Картавых, Б. Л. Смородин, В. А. Ильин, ЖЭТФ 148, 178 (2015).В. А. Ильин, Б. Л. Смородин, Письма в ЖТФ 33, 81 (2007).Б. Л. Смородин, А. В. Тараут, ЖЭТФ 145, 180 (2014).E. N. Lorenz, J. Atmosph. Sci. 20, 130 (1963).П. Берже, И. Помо, К. Видаль, О детерминированном подходе к турбулентности, Мир, Москва (1991).Н. Б. Волков, Н.М. Зубарев, ЖЭТФ 107, 1868 (1995).J. Jawdat, Int. Commun. Heat Mass Transfer 37, 629 (2010).D. Laroze, Commun. Nonlin. Sci. Numer. Simul. 18, 2436 (2013).A. Srivastava and B. Bhadauria, J. Nanofluids 12, 904 (2023).R. Finucane and R. Kelly, Int. J. Heat Mass Transfer 19, 71 (1976).G. Ahlers, P. C. Hohenbergm, and M. Luke, Phys. Rev. A 32, 3519 (1985).В. А. Ильин, ЖТФ 83, 64 (2013).Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Теоретическая физика, т. VI, Гидродинамика, Наука, Москва (1986).B. Smorodin and N. Kartavykh, Micrograv. Sci. Technol. 32, 423 (2020).O. O. Nekrasov and N. N. Kartavykh, Interfacial Phenomena and Heat Transfer 7, 217 (2019).С. Р. Косвинцев, Вестник Пермского университета, сер. Физика 2, 128 (1994).С. А Жданов, С. Р Косвинцев, И. Ю. Макарихин, ЖЭТФ 117, 398 (2000).S. R. Kosvintsev, B. L. Smorodin, S. A. Zhdanov et al., Proc. Int. Conf. .Modern Problems of Electrophysics and Electrohydrodynamics of Liquids. (MPEEL), 79 (2000).Э. А. Коддингтон, Н. Левинсон, Теория обыкновенных дифференциальных уравнений, Изд-во иностр. лит., Москва (1958).Е. Л. Тарунин, Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции, Изд-во Иркут. унив., Иркутск (1990).