2025 г., Том 30, № 6, с.37-55

Процесс естественной конвекции, вызванной внутренним нагревом, обычно называемый проникающей конвекцией, находит широкое применение в различных промышленных и инженерных дисциплинах. Цель данной статьи — исследовать возникновение проникающей конвекции в горизонтальном слое запыленной феррожидкости, нагретом снизу и ограниченном проницаемыми границами. В работе рассмотрены четыре различные функции подачи, которые вызывают либо равномерный, либо неравномерный внутренний нагрев в слое запыленной феррожидкости. Включение проницаемых границ вносит новый аспект в анализ, что, в свою очередь, обеспечивает его актуальность в различных областях. На основе линейной теории устойчивости и анализа нормальных мод задача на собственные значения формулируется и решается для стационарных мод конвекции путем применения одночленного метода Галёркина. Численные расчеты пороговых параметров конвективной неустойчивости проводятся с использованием MATLABR2023a, результаты отображаются графически. Влияние ключевых параметров на начало конвекции анализируется для различных комбинаций гидродинамических граничных условий, что обеспечивает существенное понимание характеристик устойчивости системы. Показано, что совместное воздействие источников и стоков тепла увеличивает неустойчивость системы по сравнению с использованием только одного типа источника или стока. Кроме того, магнитный параметр M₃ и параметры пылевых частиц h′ дестабилизируют систему, тогда как параметры проницаемости k′₀ и k′₁ оказывают стабилизирующее влияние на нее. Результаты предыдущих работ являются частными случаями результатов настоящего исследования.