弹性与弹性惯性湍流在聚合物通道流动中的过渡路径
流体动力学
2024-08-22 v1
摘要
粘弹性剪切流支持额外的湍流态，超越简单的牛顿型湍流。在vanishing雷诺数流动中，聚合物演化方程中的非线性本身即可维持无惯性的'弹性湍流'(ET)，而'弹性惯性湍流'(EIT)似乎依赖于弹性与有限雷诺数效应之间的相互作用。尽管这些状态在现象学和工业意义上具有显著差异，但其过渡路径及可能的联系尚不为人知。我们在直通道中的FENE-P流体二维直接数值模拟中，识别出两种混沌体制都遵循Ruelle-Takens过渡情景。主要分叉由近期发现的'聚合物扩散不稳定'引起，该不稳定性与聚合物应力扩散的微小但非消失特性相关，在壁面生成有限幅度、小尺度的旅行波。该波被大尺度次级不稳定性支配，其生长改变整个流场，随后在第三次分叉中发展为ET或EIT。次级大尺度不稳定性波类似于'中心'和'壁面'模式——这些不稳定性曾被认为在粘弹性混沌动力学中发挥作用，但仅限于参数空间的远离相关区域。
引用
@article{arxiv.2408.11508,
title = {Transition route to elastic and elasto-inertial turbulence in polymer channel flows},
author = {Miguel Beneitez and Jacob Page and Yves Dubief and Rich R. Kerswell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11508},
year = {2024}
}
备注
6 Figs, main paper and supplementary material