二维曲线粘弹性流动中伴随流阻突增的流型转变
斑图形成与孤子
2010-09-21 v1 软凝聚态物质
流体动力学
摘要
我们利用谱元法进行直接数值模拟，在中低雷诺数（Re）和魏森贝格数（Wi）下，于二维波纹壁通道中发现了三种稳态解及其间显著的流型转变。这些解按Wi升序分别称为“对流型”、“过渡型”和“弹性型”。在Re-Wi参数空间的对流区域，对流效应与压力梯度平均而言达到平衡。随着Wi增加，弹性效应突然变得可比，首次转变发生。在此转变过程中，分离涡消失，由粘弹性在壁面附近诱导的射流进入主流区；粘性阻力显著下降，而弹性壁面摩擦急剧上升。该转变由沿流向的弹性力引起，源于对流效应与弹性效应的竞争。在过渡区域，对流效应与弹性效应达到平衡。当弹性效应主导对流效应时，发生第二次转变，但相对温和。第二次转变似乎由所谓的魏森贝格效应支配。这些转变对驱动力不敏感。通过标度分析表明，在Re-Wi空间中首次转变的边界上，应力分量与雷诺数成正比。该标度关系与数值结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.1005.1380,
title = {Flow pattern transition accompanied with sudden growth of flow resistance in two-dimensional curvilinear viscoelastic flows},
author = {Hiroki Yatou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.1380},
year = {2010}
}
备注
33pages, 23figures, submitted to Physical Review E