压力驱动悬浮液流动中的剪切诱导迁移的多流体仿真
流体动力学
2024-12-25 v1 软凝聚态物质
摘要
本研究使用多流体(MF)模型模拟了在半稀释压力驱动Stokes悬浮液流动中的剪切诱导迁移(SIM)。建立在Harvie(2024)论文分析基础上，特定形式的模型使用与二元水动力相互作用相关联的体积平均相应力，该相互作用的悬浮液微观结构表示为各向异性、分段常数对文件函数(PDF)。该PDF形式旨在捕捉文献中关于粗糙颗粒s悬浮液微观结构的观察结果。具体而言，使用hydrodynamic 粗糙值来表示各向异性区域的宽度，在该区域内，颗粒浓度在压缩区高于膨胀区。通过数值求解水动力颗粒相互作用并计算各种剪切和正应力，应力闭合被纳入Harvie的体积平均MF框架中，称为MF-roughness模型。使用多维仿真，对粗糙值和压缩区PDF浓度进行全局优化，以再现文献中报告的各种半稀释单分散悬浮液在矩形通道内的基准固体和速度分布。进行比较，另两种不同的Morris和Boulay(1999)的现象学应力闭合方法也被提出作为MF-roughness模型的完全各向异性、帧不变的替代方案。称为MF-MB99-A和MF-MB99-B的模型使用不同的假设来划分混合物正应力在固体和流体相之间的分配。三个应力闭合方法优化后的固体和速度分布相似，并且与实验数据相关性良好。
引用
@article{arxiv.2412.18242,
title = {Multifluid simulation of shear-induced migration in pressure-driven suspension flows},
author = {Mohammad Noori and Joseph D. Berry and Dalton J. E. Harvie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18242},
year = {2024}
}