Columnar vortices induced by dielectrophoretic force in a stationary cylindrical annulus filled with a dielectric liquid

Kang, Chang Soo; Mutabazi, Innocent

doi:10.1017/jfm.2020.843

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“…This is the situation we will investigate. Annular tubes are used in other fluid systems (for example, Smedley 1990; Pour & Thiessen 2019; Kang & Mutabazi 2021; Stokes 2021). It is noted that the use of eccentricity can avoid occlusion even at zero Bond number for ranges of radius ratio and eccentricity (Smedley 1990; Pour & Thiessen 2019).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Inside rod induced horizontal capillary emptying

et al. 2021

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Inside rod induced horizontal capillary emptying

et al. 2021

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“…The elimination of the pressure and the use of relations (10) leads to the following system of coupled equations for W , Θ, and Φ:…”

Section: Substitution Into the Linearized Equation Leads To Ilmentioning

confidence: 99%

“…Many studies have focused on the thermoelectric convection in spherical and cylindrical cavities because of the intense values of the dielectrophoretic force due to the inhomogeneity of the electric field induced by the curvature and because of its potential applications in the modeling of convection generation in planets [5][6][7][8][9][10]. Despite their simplicity, thermoelectric convection in rectangular cavities has been less investigated [11][12][13] in particular because the electric gravity is less effective than in curved configurations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermoelectric convection in a planar capacitor: theoretical studies and experiments in parabolic flights

Barry¹,

Yoshikawa²,

Kang³

et al. 2023

Comptes Rendus. Mécanique

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Thermoelectric convection in a plane capacitor is investigated in a microgravity environment and in the case of the thermal stable and unstable stratification in terrestrial conditions. Energetic analysis shows that in the thermal stable stratification, the thermoelectric convection is delayed while in the thermal unstable stratification, it is enhanced by the Archimedean buoyancy before the latter takes over the dielectrophoretic buoyancy and drives natural thermal convection. An experiment in parabolic flights shows the formation of thermoelectric convection at the end of the microgravity phase.

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“…Le paramètre γ e = e∆T représente le coefficient de couplage thermoélectrique. L'expression de la gravité électrique de l'état de base est donnée par [9,11,12] :…”

Section: Configuration Géométrique Et éQuations Généralesunclassified

“…Après avoir déterminé les paramètres critiques par une analyse de stabilité linéaire, nous avons fait une étude non linéaire des instabilités thermoélectriques. Les simulations numériques ont été réalisées à l'aide d'un code basé sur la méthode des volumes finis [12]. Une méthode hybride a été utilisée pour la discrétisation temporelle : le schéma de Cranck-Nicolson pour les termes non linéaires et diffusifs tandis que nous avons employé le schéma de Runge-Kutta d'ordre 3 pour les autres termes.…”

Section: Analyse De Stabilité Linéaireunclassified

Transfert de chaleur par convection thermoélectrique dans des cavités rectangulaires horizontales

Barry¹,

Kang²,

Yoshikawa³

et al. 2021

Entropie

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Cette étude concerne la convection naturelle dans un fluide diélectrique dans une cavité rectangulaire soumise à un gradient de température et à un champ électrique alternatif de haute fréquence. Le couplage thermoélectrique induit une force diélectrophorétique qui a des effets similaires à ceux de la poussée d'Archimède dans la génération de la convection thermique. L'analyse de stabilité linéaire a permis de déterminer les modes critiques. Au-delà du seuil, nous avons réalisé des simulations numériques pour caractériser l'écoulement du fluide ainsi que l'efficacité du champ électrique sur le transfert thermique. Nous avons introduit un nouveau paramètre de contrôle, englobant la poussée d'Archimède et la poussée électrique, pour généraliser le problème de convection thermoélectrique. ABSTRACT. This study concerns the natural convection in a dielectric fluid confined in a rectangular cavity subjected to a temperature gradient and a high frequency alternating electric field. The thermoelectric coupling induces dielectrophoretic force with effects similar to those of Archimedean buoyancy in generating thermal convection. We conducted a linear stability analysis to find the critical modes. Beyond the threshold, numerical simulation was performed to analyze the flow when increasing the electric voltage and we highlighted the heat transfer enhancement by the electric buoyancy. We have introduced a new control parameter, encompassing the Archimedean buoyancy and the electric buoyancy, to generalize the thermoelectric convection problem. MOTS-CLÉS. Cavité rectangulaire, Fluide diélectrique, Force diélectrophorétique, Poussée électrique, Convection thermoélectrique.

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Columnar vortices induced by dielectrophoretic force in a stationary cylindrical annulus filled with a dielectric liquid

Abstract: Abstract

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Inside rod induced horizontal capillary emptying

Inside rod induced horizontal capillary emptying

Thermoelectric convection in a planar capacitor: theoretical studies and experiments in parabolic flights

Transfert de chaleur par convection thermoélectrique dans des cavités rectangulaires horizontales

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