基准几何中的弹粘塑性流动：II. 受限圆柱绕流
流体动力学
2025-01-14 v1
摘要
我们通过计算研究了弹粘塑性流体在对称放置于两平行板之间的圆柱周围的二维流动。采用Saramito-Herschel-Bulkley流体模型，通过OpenFOAM软件使用有限体积法求解。与粘塑性材料类似，在圆柱前后对称面附近、圆柱上下方两个小岛以及圆柱上两个驻点的极冠区域出现未屈服区域。最有趣的是，在某些条件下，圆柱下游预测到一个细长的屈服区域夹在两个未屈服区域之间。例如，对于0.1%卡波姆，当阻塞比为0.5（圆柱直径与通道宽度之比）且弹性模量超过临界值（G>30 Pa）时出现此现象。上述区域的近似半解析解表明，这是由于该区域应力幅值的剧烈变化，可能从上方或下方渐近接近屈服应力，取决于材料弹性。圆柱上的阻力系数随屈服应力和阻塞比增加而增加，但随材料弹性增加而减小。未屈服区域随屈服应力增加而扩展，也随材料弹性增加而扩展，因为材料在屈服前可以弹性变形更多。此外，减小弹性模量或增加屈服应力超过临界值时，屈服面可能出现阻尼振荡或不规则形状，甚至失去对称面，均在蠕变流动条件下。
引用
@article{arxiv.2501.06525,
title = {Elasto-visco-plastic flows in benchmark geometries: II. Flow around a Confined Cylinder},
author = {Milad Mousavi and Yannis Dimakopoulos and John Tsamopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.06525},
year = {2025}
}