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粘弹性流体流过刚体的数值研究。 (英语) Zbl 1443.76088号

概述:通过向牛顿流体中添加少量聚合物添加剂,可以获得粘弹性非牛顿流体。在本文中,使用数值模拟来研究这种聚合物添加剂对流过圆柱体的流动行为的影响。提出了一种在均匀笛卡尔网格上离散非线性粘弹性系统的数值方法,并用惩罚方法模拟圆柱体的存在。研究了不同雷诺数(Re)、Weissenberg数(Wi)和聚合物粘度比(varepsilon)对圆柱阻力和流动特性的影响。数值结果表明,不同参数区的流动特性不同。聚合物粘度比在低Weissenberg和Reynolds数下起着重要作用,但随着Reynold和Weissenbeg数的增加,(varepsilon)的影响减弱。圆柱的阻力主要受雷诺数和魏森伯格数的影响。在低雷诺数下,当弹性力较强时,圆柱的阻力和流场只受较大的Wi值的影响。仅当尾流中存在涡旋脱落时,才会出现非平凡减阻,而当涡旋脱落受到抑制时,阻力会增加。

理学硕士:

76-10 流体力学问题的数学建模或模拟
76A10号 粘弹性流体
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Groisman,A。;Steinberg,V.,《聚合物溶液流动中的弹性湍流》,《自然》,405,53-55(2000)
[2] 怀特,C.M。;Mungal,M.G.,《聚合物添加剂湍流减阻的力学和预测》,年。流体力学版次。,40, 235-256 (2008) ·Zbl 1229.76043号
[3] Procaccia,I.,《壁面湍流中聚合物减阻理论》,修订版。物理。,80, 225-249 (2008)
[4] Flory,P.J.,《链状分子的统计力学》(1989),Hanser出版社:Hanser Publisher New York
[5] Zimm,B.H.,《稀溶液中聚合物分子的动力学:粘弹性、流动双折射和介电损耗》,《化学杂志》。物理。,24, 269-278 (1956)
[6] James,D.F.,《茂物流体》,年度。流体力学版次。,41, 129-142 (2009) ·Zbl 1157.76003号
[7] Lumley,J.L.,添加剂减阻,年度。《流体力学评论》,1367(1969)
[8] Alsharif,A.M。;尤丁,J。;Afzaal,M.F.,粘弹性弯曲液体射流的不稳定性,应用。数学。型号1。,39, 3924-3938 (2015) ·Zbl 1443.76099号
[9] 佩奇,J。;Zaki,T.A.,粘弹性Couette流中的条纹演化,J.流体力学。,742, 520-551 (2014)
[10] Yang,J.W。;帕克,H。;Chun,H.H.,使用聚合物添加剂的皮肤减摩船用涂料在高雷诺数下的开发和性能,海洋工程,84,183-193(2014)
[11] Xiong,Y.L。;文莱,C.H。;Kellay,H.,稀释聚合物溶液通过钝体的二维流动的数值研究,J.非牛顿流体力学,196,8-26(2013)
[12] Xiong,Y.L。;文莱,C.H。;Kellay,H.,《聚合物存在下河道水流的直接数值模拟》,Europhys。莱特。,95, 64003 (2011)
[13] Xiong,Y.L。;文莱,C.H。;Kellay,H.,《圆柱体周围粘弹性流体流动中的阻力增强和减阻》,Europhys。莱特。,91, 64001 (2010)
[14] Oldroyd,J.G.,关于流变状态方程的公式,Proc。R.Soc.伦敦。A、 200523-541(1950)·Zbl 1157.76305号
[15] 文莱,C.H。;Fabrie,P.,《不可压缩Navier-Stokes方程的新有效边界条件:一个适定性结果》,M2AN,30815-840(1996)·兹比尔0865.76016
[16] Angot,P。;文莱,C.H。;Fabrie,P.,考虑不可压缩流中障碍物的惩罚方法,数值。数学。,81, 497-520 (1999) ·Zbl 0921.76168号
[17] C.H.Bruneau,M.Saad,《重访二维眼睑驱动腔问题》,计算机。流体35,326-3482006。;C.H.Bruneau,M.Saad,《重访二维眼睑驱动腔问题》,计算机。流体35,326-3482006·Zbl 1099.76043号
[18] 麦金利,J.H。;R.C.阿姆斯特朗。;Brown,R.A.,粘弹性绕流受限圆柱的尾迹不稳定性,Philos。事务处理。R.Soc.London A,344,265-304(1993)
[19] 黄,X。;Phan Thien,N。;Tanner,R.I.,《偏心旋转圆柱体之间的粘弹性流动:非结构控制体积法》,J.非牛顿流体力学。,64, 71-92 (1996)
[20] Dou,H.S。;Phan Thien,N.,Oldroyd-B流体流经通道中圆柱体的流动:自适应粘度-涡度公式,J.非牛顿流体力学。,87, 47-73 (1999) ·Zbl 0966.76052号
[21] 奥利维拉,P.J。;米兰达,A.I.P.,《有界圆柱体稳态和非稳态粘弹性流动的数值研究》,J.非牛顿流体力学。,127, 51-66 (2005) ·Zbl 1187.76617号
[22] Fan,Y.R。;Tanner,R.I。;Phan Thien,N.,稳态粘弹性流动的Galerkin/最小二乘有限元方法,非牛顿流体力学。,84, 233-256 (1999) ·Zbl 0956.76042号
[23] Caola,A.E。;Joo,Y.L。;R.C.阿姆斯特朗。;Brown,R.A.,粘弹性流动的高度并行时间积分,J.非牛顿流体力学。,100, 191-216 (2001) ·Zbl 1134.76381号
[24] Owens,R.G。;Chauviere,C。;Philips,T.N.,粘弹性流动的局部向上光谱技术(LUST),J.非牛顿流体力学。,108, 49-71 (2002) ·兹比尔1143.76523
[25] Hulsen,医学硕士。;法塔尔·R。;Kupferman,R.,《高Weissenberg数下粘弹性流体流经圆柱体的流动:使用矩阵对数的稳定模拟》,《非牛顿流体力学杂志》,127,27-39(2005)·Zbl 1187.76615号
[26] D.F.詹姆斯。;Acosta,A.J.,《稀聚合物溶液在圆柱体周围的层流》,J.流体力学。,42, 269-288 (1970)
[27] 弗朗索瓦,N。;Lasne,D。;阿马鲁切内,Y。;Lounis,B。;Kellay,H.,聚合物阻力增强,物理。修订稿。,100,第018302条pp.(2008)
[28] Chilcott,医学博士。;Rallison,J.M.,稀聚合物溶液通过圆柱体和球体的蠕变流动,J.非牛顿流体力学。,29, 381-432 (1988) ·Zbl 0669.76016号
[29] 加藤,H。;Mizuno,Y.,通过圆柱的粘弹性流动的实验研究,Bull。JSME,36,529-536(1983)
[30] Oliveira,P.J.,《粘弹性流动的时间相关模拟方法:圆柱体后的旋涡脱落》,《非牛顿流体力学杂志》,101,113-137(2001)·Zbl 1098.76583号
[31] 乔克西,P。;Kumaran,V.,《稀聚合物溶液平面剪切流的稳定性》,Phys。流体,21,1,199-206(2009)·Zbl 1183.76150号
[32] 黄,P.Y。;冯,J.,粘弹性流体绕圆柱流动的壁效应,J.非牛顿流体力学。,60, 179-198 (1995)
[33] Boffetta,G。;Ecke,R.E.,二维湍流。,每年。流体力学版次。,44, 427-451 (2012) ·兹比尔1350.76022
[34] 威廉姆森,C.H.K.,《圆柱尾迹中的旋涡动力学》,年。流体力学版次。,28, 477-539 (1996)
[35] Yang,D。;Narasimhamurthy,医学博士。;彼得森,B。;Andersson,H.I.,倾斜平板后的三维尾迹跃迁,Phys。流体,24,第094107条,pp.(2012)
[36] Yang,D。;彼得森,B。;Andersson,H.I。;Narasimhamurthy,V.D.,高攻角下流经倾斜平板的涡流脱落,Phys。流体,24,第084103条,pp.(2012)
[37] Hoarau,Y.,NACA0012机翼周围不可压缩流中的有组织模式和向湍流的三维过渡,J.Fluid Mech,496,63-72(2003)·Zbl 1072.76033号
[38] Persillon,H。;Braza,M.,通过三维Navier-Stokes模拟对圆柱尾迹向湍流过渡的物理分析,J.流体力学。,365, 23-88 (1998) ·Zbl 0924.76039号
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