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线性粘弹性流体中Rayleigh-Taylor不稳定性的分支行为。 (英语) Zbl 1461.76020号

摘要:考虑了被动气体上线性粘弹性流体的Rayleigh-Taylor不稳定性,其中,在中性条件下,关键的无量纲群是Bond数和Weissenberg数。正弦扰动失稳时的分支行为由弱非线性分析确定,邦德数从中性稳定性的临界值向前推进。结果表明,临界状态下的解要么在超临界状态下分支为可预测波长的稳定波,要么在亚临界状态下分解为具有单个节点的波长。非线性分析导致违反直觉的观察,即在横向无界层中粘弹性流体的Rayleigh-Taylor不稳定性必然会导致饱和稳态波。分析还表明,粘弹性流体中的亚临界破裂只有在该层横向边界低于临界水平宽度时才会发生。如果考虑无限深粘弹性层的特殊情况,得到了一个简单的表达式,从中可以根据主导无量纲群确定稳态饱和波和亚临界行为之间的过渡。该表达式表明,自由表面的超临界饱和是由于法向弹性应力的影响,而自由表面的亚临界破裂是由于毛细效应的影响。简而言之,根据标度剪切模量的大小,存在一个波数,在该波数处,会发生从饱和波到亚临界破裂的转变。

MSC公司:

76A10号 粘弹性流体
76E30型 水动力稳定性中的非线性效应
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全文: 内政部

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