Modeling of the Marangoni Instability of Uniform Diffusion through an Interface in Weightlessness Conditions


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The surfactant diffusion through the vertical interface in a system of two immiscible liquids filling a horizontal channel has been studied in a two-dimensional formulation. The densities of the base liquids were initially set equal to the surfactant density. Therefore, all the subsequent density variations in the system are determined only by the contraction effect. Under nonunifrom diffusion the interfacial tension is a function of the local surfactant concentration, which gives rise to Marangoni convection. Since there are uncontrolled surface-active impurities in the system, the capillary motion is initiated in a threshold manner. It is shown that at the initial stage, despite the presence of gravity, the Marangoni convection is in the form of a series of periodically emerging paired vortices located symmetrically relative to the channel axis (as in weightlessness conditions). As the vertical density difference in the channel increases, the number of vortex pairs is reduced to one. A full-scale experiment, during which the structure of the flows and surfactant concentration fields near the interface was visualized, has been performed to verify the results of numerical simulations. The dynamics of the oscillatory mode of convection has been studied. The results of the numerical and full-scale experiments have been shown to be in qualitative agreement. The pattern of the surfactant concentration fields and stream functions in the channel as well as the time dependence of the maximum value of the stream function are presented for several values of the Marangoni and Grashof numbers. It has been found that at sufficiently large Marangoni numbers (Ma ≥ 50 000) the diffusion process gives rise to instability in the system of immiscible liquids and a soluble surfactant, provided that their densities are equal, even in the absence of contraction.

Об авторах

R. Birikh

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: rbirikh@mail.ru
Россия, Perm, 614013

M. Denisova

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: mod@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

K. Kostarev

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: kostarev@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».