粘弹性流体中聚合物应力的拉格朗日评估
流体动力学
2026-07-01 v1
摘要
粘弹性流动中的聚合物应力源于聚合物链的形变，通常使用欧拉本构模型计算，其中构象张量作为输运场在整个域上演化。这种方法计算量大，容易出现数值不稳定，并且不能直接应用于实验测量的速度场。在这项工作中，我们开发了一种拉格朗日积分方案，该方案根据已知稳态速度场中流体元素轨迹上的形变梯度历史重建聚合物应力场。这种方法避免了求解完整的欧拉本构输运方程，我们针对非线性FENE-P模型以及作为参考情况的Oldroyd-B模型开发了该方程。在单向、典型流上验证后，该方案被应用于通过数值模拟和微流体实验量化的速度场，研究绕过圆形障碍物的非平凡通道流。实验和模拟中的重建应力场与传统的欧拉参考解一致。这种新的拉格朗日方案不仅能够直接从实验速度场数据量化应力场，而且能够在无需求解完全耦合的粘弹性本构方程的情况下，实现应力的部分或全场映射。
引用
@article{arxiv.2607.01380,
title = {Lagrangian evaluation of polymeric stress in viscoelastic fluids},
author = {Mohammad Majidi and Rishu Gandhi and Louison Thorens and Maliheh Teimouri and Jeffrey S. Guasto and Arezoo M. Ardekani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.01380},
year = {2026}
}