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幂律薄膜流的波动状态。 (英语) Zbl 1250.76073号

小结:我们考虑幂律流体在重力作用下沿斜面流动。通过在小应变率下引入牛顿平台,解决了零应变率下粘度的发散问题。根据精确的质量平衡和平均动量方程,在润滑理论框架内建立了两个方程模型,形成了一组膜厚(h)、局部速度振幅或流量(q)的演化方程。这些模型考虑了动量的流向扩散。与Orr-Sommerfeld稳定性分析和直接数值模拟(DNS)的比较表明,在线性和非线性情况下,两者具有令人信服的一致性。剪切变薄或剪切增厚对初始失稳的影响是非平凡的。剪切减薄效应促进了接近阈值的基流失稳,而在远离阈值时,当短波的粘性阻尼占主导地位时,它趋于稳定基流。在剪切增稠流体的情况下,观察到相反的情况。剪切变薄加速了孤立波,并在比线性截止波数更大的波数下促进了行波的亚临界开始。因此,可以观察到基流的条件稳定性。这种现象是由于自由表面的有效粘度降低造成的。与DNS相比,基于加权残差模型的薄膜时间响应模拟令人满意地捕捉到了薄膜的条件稳定性。

MSC公司:

76E05 水动力稳定性中的平行剪切流
76A20型 液体薄膜
76A05型 非牛顿流体
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全文: 内政部

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