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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 17/4 - 2018  - pp.573-591  - doi:10.3166/i2m.17.573-591
TITRE
Etude numérique de la bioconvection saturée de micro-organismes gyrotactiques contenant des nanofluides confinés dans une cellule de Hele-Shaw

TITLE
Numerical study of bioconvection saturated with nanofluid containing gyrotactic microorganisms confined within Hele-Shaw cell

RÉSUMÉ

Le début de la bioconvection contenant à la fois des nanoparticules et des microorganismes gyrotactiques confinés dans une cellule de Hele-Shaw est étudié en incorporant les effets de la diffusion brownienne et de la thermophorèse en utilisant les conditions limites de flux nul nanoparticule. L'analyse linéaire est basée sur la technique du mode normal et les équations résultantes sont résolues numériquement par la méthode résiduelle pondérée de Galerkin d'ordre supérieur. Le nombre critique de Hele-Shaw Rayleigh est présenté en termes de paramètres de bioconvection, de paramètres de nanofluide et de paramètres de Hele-Shaw. Il est constaté que la perturbation hautement valorisée en présence de micro-organismes gyrotactiques améliore le transfert thermique dans les nanofluides. Les micro-organismes gyrotactiques améliorent la bioconvection et cet effet est plus important si la concentration et la vitesse moyenne des micro-organismes ont des valeurs plus grandes. Le numéro d'onde est la fonction du numéro de Hele-Shaw Rayleigh, du numéro de Péclet de bioconvection et du numéro de Gyrotaxis. Une comparaison est également faite entre les différents nombres de Péclet de bioconvection et nombres de Hele-Shawde bioconvection. La présente étude pourrait être appliquée dans les appareils nanotechnologiques à bioconvection.



ABSTRACT

The onset of bioconvection contains both nanoparticles and gyrotactic microorganisms confined within a Hele-Shaw cell is investigated by incorporating the effects of Brownian diffusion and thermophoresis by using the zero flux nanoparticle boundary conditions. The linear analysis is based on the normal mode technique and the resulting equations are solved numerically by the higher order Galerkin weighted Residual method. The critical Hele-Shaw Rayleigh number is presented in terms of bioconvection parameters, nanofluid parameters, and Hele-Shaw parameters. It is found that the highly promoted disturbance in the presence of gyrotactic microorganisms enhances heat transfer in nanofluids. Gyrotactic microorganisms enhance the bioconvection and this effect is larger if both the concentration and average speed of microorganisms have larger values. Wavenumber is the function of Hele-Shaw Rayleigh number, bioconvection Péclet number and Gyrotaxis number. A comparison is also made between the different bioconvection Péclet number and bioconvection Hele-Shaw number. The present study may found applications in bio-convection nanotechnological devices.



AUTEUR(S)
Shivani SAINI, Y.D. SHARMA

MOTS-CLÉS
nanofluid, cellule de Hele-Shaw, thermophorèse, mouvement Brownien, bioconvection, Micro-organisme gyrotactique.

KEYWORDS
nanofluid, Hele-Shaw cell, thermophoresis, Brownian motion, bioconvection, gyrotactic microorganism.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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