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关于 viscoelastic 流动中精确平行波解的基本结构

流体动力学 2025-12-22 v1

摘要

我们考察了 viscoelastic 单向受体外力流动中弹性平行波(“arrowhead”)解的存在性及其随韦伯曼数 Wi\mathrm{Wi} 和流向 duct 长度 LL 变化而产生的形态变化。我们发现,分支拓扑随 LL 从低值处的孤立点(isola)经中间值处的双侧重新连接(two-sided reconnection)转变为在较大 LL 下可在 asymptotically 较大 Wi\mathrm{Wi} 处存在的分支。于中间 LL 值,超过两个“arrowhead”解可在给定 (Wi,L)(\mathrm{Wi}, L) 条件下共存,由于额外的 saddle node 分岔。其次,标准的“arrowhead”由由拱形头部连接的两腿组成,该头部阻挡throughflow并捕获逆旋转涡对簇,而聚合物丝可作为强拉伸区的副产品脱离/附着于“arrowhead”拱形部分。第三ly,发现维持“arrowhead”所需的最小域长度 LminL_{\min}Wi\mathrm{Wi} 呈非单调变化;当 Wi20\mathrm{Wi}\ge 20 时,脱离丝状态控制 LminL_{\min},其关系为 Lmin0.125Wi+1.5L_{\min}\approx 0.125\mathrm{Wi}+1.5。最后,在足够长的域中,上分支变为局部化的单个“arrowhead”,其流向范围随 Wi\mathrm{Wi} 而变;而下分支可在高 Wi\mathrm{Wi} 下繁殖为“arrowhead”列车,这是此前未报告的现象。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.17407,
  title  = {On the essential structure of exact traveling-wave solutions in viscoelastic flow},
  author = {Lu Zhu and Rich. R. Kerswell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17407},
  year   = {2025}
}