黏弹性流体在蛇形微通道中的二次流
流体动力学
2019-02-13 v2
摘要
二次流在通道流动中普遍存在,由于通道几何的复杂性和/或流动本身的复杂性(如惯性或非牛顿效应等),会出现垂直于主流速的小速度分量。我们在此研究矩形截面、曲率恒定但交替变化的弯曲微通道——即所谓“蛇形通道”几何——中黏弹性流体的无惯性二次流。数值计算(Poole 等,2013)已表明,在该几何中,在无弹性不稳定的情况下,会发展出一种稳态二次流,其形状为通道横截面平面内的两个反向旋转涡旋。我们给出了这些稳态二次流的首个实验可视化证据与表征,互补地使用了通道平面内的 microPIV 和横截面平面内染料流传输的共聚焦可视化。我们表明,所测量的流线与二次流的相对速度大小在定性上与数值结果一致。除了我们的技术广泛适用于微通道中三维流动结构的表征外,我们的结果对理解蛇形黏弹性流动中不稳定性的起始也很重要。
引用
@article{arxiv.1810.12199,
title = {Secondary flows of viscoelastic fluids in serpentine microchannels},
author = {Lucie Ducloue and Laura Casanellas and Simon J. Haward and Robert J. Poole and Manuel A. Alves and Sandra Lerouge and Amy Q. Shen and Anke Lindner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.12199},
year = {2019}
}
备注
This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Microfluidics and Nanofluidics. The final authenticated version is available online at: http://dx.doi.org/10.1007/s10404-019-2195-0