黏弹性流动不稳定性驱动的悬臂微梁振荡
流体动力学
2019-10-11 v1
摘要
柔性结构与黏弹性流动的相互作用可产生非常丰富的动力学行为。在本文中,我们展示了受限微流控几何中黏弹性聚合物溶液流动与悬臂梁之间相互作用的结果。研究了具有不同长度和柔性的悬臂梁。随着流量和Weissenberg数的增加,流动从前后对称流转变为梁上游稳定的脱体涡,再转变为随时间演化的不稳定涡脱落。梁上游不稳定涡的脱落对悬臂梁施加了随时间变化的阻力,导致流动诱导的梁振荡。柔性梁的振荡被分为两种明显不同的状态:一种状态中梁上游清晰脱落单一涡,产生正弦梁振荡模式,其振荡频率随Weissenberg数单调增加;另一种在高Weissenberg数下以三维混沌流动不稳定性为特征,振荡频率趋于平稳。本文详细给出了流动转捩的临界起始、涡脱落机制以及悬臂梁响应的动力学,作为梁柔性和流动黏弹性的函数。
引用
@article{arxiv.1910.04203,
title = {Oscillations of a cantilevered micro beam driven by a viscoelastic flow instability},
author = {Anita A. Dey and Yahya Modarres-Sadeghi and Anke Lindner and Jonathan P. Rothstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.04203},
year = {2019}
}