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剪切稀薄流体的巨型亲水性滑移

流体动力学 2024-09-17 v1

摘要

我们理论地阐述了复杂流体流动于亲水性表面上可能呈现巨型流动增强的情形,在小固体比例(ϵ1\epsilon\ll1)和强剪切稀薄(β1\beta\ll1,其中 β\beta 为无限剪切率粘度与零剪切率粘度之比)的双极限下。考虑黏弹性流体在纵向剪切驱动流动的标准情形中作用于带纹亲水性表面的剪切,结果表明,随着 β\beta 减小,固体比例较小时的有效滑移长度扩展从牛顿流体的对数扩展 ln(1/ϵ)\ln(1/\epsilon) 扩展到代数扩展 1/ϵ1nn1/\epsilon^{\frac{1-n}{n}},其中 n(0,1)n\in(0,1) 为黏弹性模型中的指数,β=O(ϵ1nn)\beta=\mathcal{O}(\epsilon^{\frac{1-n}{n}}) 时达到该代数扩展。我们通过渐近分析和数值仿真阐明了这种扩展及其几何-流变力学机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.09374,
  title  = {Giant superhydrophobic slip of shear-thinning liquids},
  author = {Ory Schnitzer and Prasun K. Ray},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09374},
  year   = {2024}
}