理解粘弹性流动不稳定性：Oldroyd-B 及超越
流体动力学
2022-02-18 v1
摘要
Oldroyd-B 模型被广泛用于预测粘弹性流体剪切流中的大量不稳定性，后者常由聚合物溶液实验实现。本综述写于 James Oldroyd 诞辰百年之际，概述了主要剪切流类别中发现的不稳定性。这些包括：(i) 正则直线剪切流，含平面 Couette、平面与管 Poiseuille 流；(ii) 具弯曲流线的测粘剪切流，如 Taylor-Couette、锥板与平行板几何中的流动；(iii) 具潜在拉伸流拓扑的非测粘剪切流，如十字槽装置中的流动；(iv) 多层剪切流。尽管所有这些情形的核心焦点均为 Oldroyd-B 模型所得结果，我们也讨论其与真实不稳定性的关系，以及如何使用更真实的本构模型克服 Oldroyd-B 模型的缺陷。讨论了稳定性分析三种常用工具——模态线性稳定性、非模态稳定性与弱非线性稳定性分析，并酌情给出实验与数值模拟的佐证。尽管仅考虑与剪切率无关的粘度和第一法向应力差系数，Oldroyd-B 模型仍能定性预测上述剪切流中的大多数不稳定性。综述亦在适当处指出了粘弹性稳定性领域的开放问题。
引用
@article{arxiv.2202.08305,
title = {Understanding viscoelastic flow instabilities: Oldroyd-B and beyond},
author = {Hugo A. Castillo Sanchez and Mihailo R. Jovanovic and Satish Kumar and Alexander Morozov and V. Shankar and Ganesh Subramanian and Helen J. Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08305},
year = {2022}
}
备注
Invited review article for the special issue of JNNFM commemorating the birth centenary of James Oldroyd