Nonlinear regimes of electric convection of poorly conducting fluids in weightlessness at low frequencies of an electric field

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Electrothermal convection in a poorly conducting fluid in an alternating electric field of a horizontal capacitor is studied. The nonlinear regimes of electric convection in weightlessness are studies at low frequencies of the electric field on the basis of the pentamodal model within the framework of the electroconductive charge formation mechanism. Hysteresis transitions between two different synchronous and subharmonic regimes are found to exist. Transitions to chaos occur by means of either interemittance or a subharmonic cascade.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. A. Il’in

Perm State University

Author for correspondence.
Email: ilin1@psu.ru
Russian Federation, Perm, 614990

References

  1. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей: Физические основы электрогидродинамики. М.: Наука, 1979. 319 с.
  2. Болога М.К., Гросу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев: Штиинца, 1977. 320 с.
  3. Жакин А.И. Электрогидродинамика // УФН. 2012. Т. 182. № 5. С. 495–520. doi: 10.3367/UFNr.0182.201205b.0495.
  4. Стишков Ю.К. Электрофизические процессы в жидкостях при воздействии сильных электрических полей. М.: Юстицинформ, 2019. 262 с.
  5. Панкратьева И.Л., Полянский В.А. Основные механизмы электризации слабопроводящих многокомпонентных сред // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 5. С. 15–22. doi: 10.7868/S0568528117050024.
  6. Ильин В.А. Модель электротермической конвекции идеального диэлектрика в горизонтальном конденсаторе // Изв. РАН. МЖГ. 2016. № 5. С. 10–16. doi: 10.7868/S0568528116050108.
  7. Ильин В.А., Чигорина Т.И. Стационарные режимы электроконвекции слабопроводящей жидкости при униполярной инжекции заряда в постоянном электрическом поле // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 5. С. 3–13. doi: 10.31857/S0568528121050042.
  8. Веларде М.Г., Смородин Б.Л. Конвективная неустойчивость плоского горизонтального слоя слабопроводящей жидкости в переменных и модулированных электрических полях // Изв. РАН. МЖГ. 2000. № 3. С. 31–38.
  9. Картавых Н.Н., Смородин Б.Л., Ильин В.А. Параметрическая электроконвекция слабопроводящей жидкости в горизонтальном плоском конденсаторе // ЖЭТФ. 2015. Т. 148. № 1. С. 178–189. doi: 10.1134/S1063776115080087.
  10. Smorodin B.L., Kartavykh N.N. Periodic and Chaotic Oscillations in a Low Conducting Liquid in an Alternating Electric Field // Microgravity Science and Technology. 2020. V. 32. № 3. P. 423–434. doi: 10.1007/s12217-020-09779-y.
  11. Фрик П.Г. Турбулентность: подходы и модели. М., Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 292 с.
  12. Кузьмин Л.В. Обнаружение хаотического сигнала на фоне шума путем квантования по нескольким уровням амплитуды в модели радиотехнического генератора хаоса // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. Вып. 11. С. 32–36. doi: 10.21883/PJTF.2022.11.52611.19112.
  13. Москаленко О.И., Короновский А.А., Сельский А.О., Евстифеев Е.В. Метод определения характеристик перемежающейся обобщенной синхронизации, основанный на вычислении вероятности наблюдения синхронного режима // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. Вып. 2. С. 3–6. doi: 10.21883/PJTF.2022.02.51910.18985.
  14. Леманов В.В., Лукашов В.В., Шаров К.А. Переход к турбулентности через перемежаемость в инертных и реагирующих струях // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 6. С. 50–59. doi: 10.31857/S0568528120060080.
  15. Берже П., Помо И., Видаль К. Порядок в хаосе. О детерминистском подходе к турбулентности. М.: Мир, 1991. 368 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of X on time at e = 67.81.

Download (93KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the Nusselt number on the electric Rayleigh number: 1 is the synchronous mode of the first type, 2 is the synchronous mode of the second type, 3 is the subharmonic mode; thick curves are modes, three–line ones are the transition between modes.

Download (69KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences