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Thermal convection in a cylindrical annulus under a combined effect of the radial and vertical gravity - 03/01/17

Doi : 10.1016/j.crme.2016.10.003 
Antoine Meyer a, Marcel Jongmanns b, Martin Meier b, Christoph Egbers b, Innocent Mutabazi a,
a Laboratoire “Ondes et milieux complexes”, UMR 6294 CNRS – Université, Le Havre Normandie, 53, rue de Prony, BP 540, 76058 Le Havre cedex, France 
b Department of Aerodynamics and Fluid Mechanics, Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg, Siemens-Halske-Ring 14, 03046 Cottbus, Germany 

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Abstract

The stability of the flow of a dielectric fluid confined in a cylindrical annulus submitted to a radial temperature gradient and a radial electric field is investigated theoretically and experimentally. The radial temperature gradient induces a vertical Archimedean buoyancy and a radial dielectrophoretic buoyancy. These two forces intervene simultaneously in the destabilization of the flow, leading to the occurrence of four types of modes depending on the relative intensity of these two buoyancies and on the fluid's properties: hydrodynamic and thermal modes that are axisymmetric and oscillatory, stationary columnar modes and electric modes which are stationary and non-axisymmetric modes. Experiments performed in a parabolic flight show the existence of non-axisymmetric modes that should be either columnar or helicoidal vortices.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Thermal convection, Cylindrical annulus, Dielectrophoretic buoyancy, Electric gravity, Thermal modes, Electric modes, Columnar modes, Microgravity, Parabolic flight experiment


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Vol 345 - N° 1

P. 11-20 - janvier 2017 Retour au numéro
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