弯曲矩形管道中颗粒惯性聚焦的分岔与动力学
流体动力学
2021-12-10 v1 动力系统
摘要
悬浮在流经弯曲管道的流体中的颗粒，由于两种主导力的平衡而聚焦于管道横截面内的稳定平衡位置：(i) 惯性升力——源于流体的惯性，以及 (ii) 二次流曳力——由管道曲率引起的横截面涡旋产生。这种颗粒聚焦现象被用于各种旨在按尺寸分离颗粒的医疗和工业技术中。利用 Harding 等人[7]建立的理论模型，我们数值研究了低流速下中性浮力颗粒在流经具有矩形横截面的弯曲管道时的动力学。我们探索了颗粒平衡态中作为三个系统参数——颗粒尺寸、管道弯曲半径和横截面纵横比——的函数而发生的丰富分岔现象。我们还通过描述这三个参数以及颗粒在横截面内的初始位置对聚焦动力学的影响，探索了颗粒聚焦至其平衡态的瞬态动力学。
引用
@article{arxiv.2112.04638,
title = {Bifurcations and dynamics in inertial focusing of particles in curved rectangular ducts},
author = {Rahil N. Valani and Brendan Harding and Yvonne M. Stokes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.04638},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 10 figures