Numerical Estimates of the Influence of Ion Diffusion on Injection-Type Electroconvection in the Plane Layer of a Low-Conductivity Fluid

I. A. Ermolaev; Ермолаев И. А.

doi:10.31857/S1024708423600410

Numerical Estimates of the Influence of Ion Diffusion on Injection-Type Electroconvection in the Plane Layer of a Low-Conductivity Fluid

Authors: Ermolaev I.A.¹
Affiliations:
1. Chernyshevskii Saratov Research State University
Issue: No 6 (2023)
Pages: 14-21
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/1024-7084/article/view/231717
DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708423600410
EDN: https://elibrary.ru/UYEBXS
ID: 231717

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The influence of diffusion on isothermal electroconvective flow of a low- conductivity fluid under unipolar injection in the constant electric field in a plane-parallel electrode system is studied. The dependences of the space charge density and flow fields on the diffusion intensity are obtained. The diffusion coefficient of injected ions is numerically estimated for TO + I2. The results obtained are based on comparison of the numerical experiment with the available experimental data.

Keywords

isothermal electroconvection, low-conductivity fluid, unipolar injection conductivity, diffusion coefficient

About the authors

I. A. Ermolaev

Chernyshevskii Saratov Research State University

Author for correspondence.
Email: iermolaev@rambler.ru
Saratov, Russia

References

Тарунин Е.Л., Ямшинина Ю.А. Расчет электрогидродинамического течения в сильно неоднородных электрических полях // Магнитная гидродинамика. 1990. № 2. С. 142–144.
Тарунин Е.Л., Ямшинина Ю.А. Ветвление стационарных решений системы уравнений электрогидродинамики при униполярной инжекции // Изв. РАН. МЖГ. 1994. № 3. С. 23–29.
Жакин А.И., Тарапов И.Е. Неустойчивость и течение слабопроводящей жидкости при окислительно-восстановительных реакциях на электродах и рекомбинации // Изв. АН СССР. 1981. № 4. С. 20–26.
Ильин В.А., Мордвинов А.Н., Петров Д.А. Электроконвекция слабопроводящей жидкости при униполярной инжекции заряда в постоянном электрическом поле // ЖЭТФ. 2015. Т. 147. Вып. 1. С. 181–188.
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.
Ильин В.А. Электроконвекция слабопроводящей жидкости в постоянном электрическом поле // ЖТФ.2013. Т. 83. Вып. 1. С. 64–73.
Смородин Б.Л., Тараут А.В. Параметрическая конвекция слабопроводящей жидкости в переменном электрическом поле // Изв. РАН. МЖГ. 2010. № 1. С. 3–11.
Ильин В.А. Электроконвекция слабопроводящей жидкости в горизонтальном конденсаторе при униполярной инжекции заряда // ЖТФ. 2017. Т. 87. Вып. 1. С. 5–9.
Мордвинов А.Н., Смородин Б.Л. Электроконвекция при инжекции с катода и нагрева сверху // ЖЭТФ. 2012. Т. 141. Вып. 5. С. 997–1005.
Ильин В.А., Александрова В.Н. Волновые режимы электроконвекции слабопроводящей жидкости при униполярной инжекции заряда в постоянном электрическом поле // ЖЭТФ. 2020. Т. 157. Вып. 2. С. 349–356.
Parez A.T., Castellanos A. Role of charge diffusion in finite amplitude electro-convection // Phys. Rev. A. 1989. V. 40. № 10. P. 5844–5855.
Смородин Б.Л., Тараут А.В. Влияние модуляции электрического поля на распространение заряда в полярной слабопроводящей жидкости // ПМТФ. 2008. Т. 49. № 1. С. 3–12.
Стишков Ю.К., Чирков В.А. Формирование электрогидродинамических течений в сильнонеоднородных электрических полях при двух механизмах зарядообразования // ЖТФ. 2012. Т. 82. Вып. 1. С. 3–13.
Тараут А.В., Смородин Б.Л. Электроконвекция при наличии автономной униполярной инжекции и остаточной проводимости // ЖЭТФ. 2012. Т. 142. Вып. 2. С. 403–412.
Ситников А.А., Стишков Ю.К. Трехионная модель ЭГД-течений в системе электродов “провод над плоскостью” // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 2. С. 3–10.
Панкратьева И.Л., Полянский В.А. Моделирование электрогидродинамических течений в слабопроводящих жидкостях // ПМТФ. 1995. Т. 36. № 4. С. 36–44.
Zhang M., Martinelli F., Wu J., Schmid P.J., Quadrio M. Modal and non-modal stability analysis of electrohydrodynamic flow with and without cross-flow // J. Fluid. Mech. 2015. V. 770. P. 319–349.
Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. Физические основы электрогидродинамики. М.: Наука, 1979. 320 с.
Остроумов Г.А., Петриченко Н.А. Изолирующие жидкости как ионные проводники электричества. // ЭОМ. 1974. № 1. С. 40–44.
Рычков Ю.М. Контактные явления в жидких слабопроводящих средах // ИФЖ. 1997. № 6. С. 1007–1013.
Стишков Ю.К. Наблюдение изотермической конвекции в электрическом поле плоского конденсатора // ЭОМ. 1972. № 1. С. 61–62.
Тарунин Е.Л. Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990. 225 с.
Lacroix J.C., Atten P., Hopfinger E.J. Electro-convection in a dielectric liquid layer subjected to unipolar injection // J. Fluid Mech. 1975. V. 69. P. 539–563.
Ermolaev I.A., Zhbanov A.I. Investigation of the electroconvective flow of a weakly conducting liquid with unipolar injection conductivity by the finite element method // JEPT. 2002. V. 75. № 5. P. 1125–1129.
Вайнберг М.М., Треногин В.А. Теория ветвления решений нелинейных уравнений. М.: Наука, 1969. 528 с.
Федоненко А.И., Жакин А.И. Экспериментальные исследования электроконвективного движения в трансформаторном масле // Магнитная гидродинамика. 1982. № 3. С. 74–78.
Ермолаев И.А., Жбанов А.И. Численное исследование униполярной инжекции при электроконвективном движении в плоском слое трансформаторного масла // Изв. РАН. МЖГ. 2003. № 6. С. 3–7.