×

无滑移壁附近多分散硬球的流动性。 (英文) Zbl 1410.76456号

摘要:我们推导了无滑移壁附近大小不等的硬球之间的远场流体动力相互作用的解析公式,并在Stokesian动力学模型中实现了该公式,以模拟半边界区域中多分散粒子的悬浮。该公式基于Stokes流边界积分的多极展开,从Fáxen定律和无滑移壁附近Stokes流动的格林函数导出了导纳张量。采用润滑近似法来考虑任意两个颗粒之间以及颗粒和壁之间的紧密相互作用。该实现是根据以前的等粒径颗粒公式和不等粒径颗粒边界元代码进行验证的。该程序可用于模拟存在无滑移壁的不均匀粒子的斯托克斯或布朗相互作用。在当前的研究中,我们应用Stokesian动力学模型研究了两个不相等的硬球在平行于墙的沉积过程中的轨迹及其重新分布。我们进一步使用它来演示朝向或平行于墙的多颗粒沉降情况。

MSC公司:

76T20型 悬架
76D08型 润滑理论
76D07型 斯托克斯和相关(Oseen等)流量

软件:

BEMLIB公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Or,Y.,《Purcell公司靠近墙壁的三墨水微旋器的动力学和稳定性》,《物理评论E》,82,6,065302,(2010)
[2] 斯旺,J.W。;Brady,J.F。;Moore,R.S.,用斯托克斯动力学建模流体动力自脉动。或教斯托克斯动力学游泳,Phys Fluids,23,7,071901,(2011)
[3] Riedel,I.H.,流体动力学携带精子细胞的自组织涡旋阵列,《科学》,309,5732,300-303,(2005)
[4] 加夫尼,E.A。;Gadílha,H。;史密斯·D·J。;布雷克·J·R。;Kirkman-Brown,J.C.,《哺乳动物精子运动:观察与理论》,《流体力学年鉴》,第43期,第1期,第501-528页,(2011年)·Zbl 1299.76318号
[5] 斯奎尔斯,T.M。;Quake,S.R.,《微流体学:纳升尺度的流体物理学》,Rev Mod Phys,77,3977-1026,(2005)
[6] 张,H。;Nikolov,A。;Wasan,D.,《使用纳米粒子分散体提高石油采收率:潜在机制和渗吸实验》,《能源燃料》,28,5,3002-3009,(2014)
[7] 卢·T。;李,Z。;周,Y。;Zhang,C.,SiO2纳米流体提高低渗透岩心的采收率,能源燃料,31,5,5612-5621,(2017)
[8] Elliott,D.W。;Zhang,W.-x.,纳米双金属颗粒用于地下水处理的现场评估,环境科学技术,35,24,4922-4926,(2001)
[9] Dennison,C.R。;贝达吉,M。;Hatzell,K.B。;坎波斯,J.W。;Gogotsi,Y。;Kumbur,E.C.,流动电池设计对电化学流动电容器碳浆电极中电荷渗流和储存的影响,《电源杂志》,247489-496,(2014)
[10] Rotne,J。;Prager,S.,聚合物中流体动力相互作用的变分处理,化学物理杂志,50,11,4831-4837,(1969)
[11] 奥尼尔,M.E。;Stewartson,K.,《关于平行于附近平面壁的球体的慢运动》,《流体力学杂志》,27,4,705-724,(1967)·Zbl 0147.45302号
[12] Chang,C。;Powell,R.L.,流体动力学相互作用球形颗粒的双峰悬浮动力学模拟,流体力学杂志,253,1-25,(1993)·Zbl 0791.76086号
[13] 罗,H。;Pozrikidis,C.,线性Stokes流中两个具有滑动面的球体的拦截,流体力学杂志,581,129-156,(2007)·Zbl 1132.76017号
[14] 巴塔查里亚,S。;Bławzdziewicz,J。;Wajnryb,E.,平行壁几何中流体动力学相互作用的远场近似,J Comput Phys,212,2,718-738,(2006)·Zbl 1162.76336号
[15] 纳瓦迪,S。;Bhattacharya,S.,一种新的润滑理论,用于推导圆柱形或环形容器中因力奇异性而产生的远场轴向压差,《数学物理杂志》,51,4,043102,(2010)·Zbl 1310.76056号
[16] Kim,S。;Arunachalam,P.V.,低雷诺数流中椭球体的一般解,流体力学杂志,178535-547,(1987)·Zbl 0634.76031号
[17] Morrison,F.A.,任意形状颗粒的电泳,胶体界面科学杂志,34,21210-214,(1970)
[18] Brady,J.,斯托克斯动力学,《流体力学年鉴》,20,1,111-157,(1988)
[19] Blake,J.R.R.,关于无滑移边界中Stokeslet的图像系统的注记,《数学程序剑桥Philos Soc》,70,02,303,(1971)·Zbl 0244.76016号
[20] Happel,J。;Brenner,H.,《低雷诺数流体动力学:颗粒介质的特殊应用》,(1973年),马丁努斯·尼霍夫出版社:马丁努斯·尼霍夫出版公司,海牙
[21] 利隆,N。;Mochon,S.,两平行平板之间的斯托克斯流,《工程数学杂志》,10,4,287-303,(1976)·Zbl 0377.76030号
[22] 斯旺,J.W。;Brady,J.F.,无滑移边界附近流体动力学相互作用粒子的模拟,Phys Fluids,19,11,113306,(2007)·Zbl 1182.76735号
[23] Meunier,A.,《悬浮液数值模拟》,(1990年),尼斯大学
[24] 杰弗里·D·J。;Onishi,Y.,低雷诺数流动中两个不等刚性球阻力和导纳函数的计算,流体力学杂志,139,1261-290,(1984)·Zbl 0545.76037号
[25] 罗,H。;Pozrikidis,C.,《表面滑移对无限流体中平面壁附近经过球形粒子的Stokes流的影响》,《工程数学杂志》,62,1,1-21,(2008)·Zbl 1152.76023号
[26] 杜洛夫斯基,L。;Brady,J.F。;Bossis,G.,流体动力学相互作用粒子的动力学模拟,《流体力学杂志》,180,1987,21-49,(1987)·Zbl 0622.76040号
[27] 中华人民共和国诺特。;Brady,J.F.,《悬浮液压力驱动流:模拟与理论》,《流体力学杂志》,275,-1,157,(1994)·Zbl 0925.76835号
[28] Cichocki,B。;Jones,R.B.,硬壁附近球形粒子的图像表示,物理a,258,3-4,273-302,(1998)
[29] Cichocki,B。;琼斯·R·B。;库特,R。;Wajnryb,E.,《Stokes流边界附近胶体球的摩擦力和迁移率:多极方法和应用》,化学物理杂志,112,5,2548-2561,(2000)
[30] 纳瓦迪,S。;Bhattacharya,S.,评估柱状粘性流体内两粒子流体动力学摩擦的一般方法,Comput Fluids,76149-169,(2013)·Zbl 1391.76124号
[31] 纳瓦迪,S。;巴塔查里亚,S。;Wu,H.,Stokesian对通过圆柱体的压力驱动蠕动流中两个不相等球体的模拟,计算流体,121,145-163,(2015)·Zbl 1390.76069号
[32] 姚,X。;马科斯;Wong,T.N.,圆柱体中两个颗粒周围的缓慢粘性流,微流体学和纳米流体学,21,10,1-18,(2017)
[33] Aponte Rivera,C。;Zia,R.N.,《球形空腔中流体动力学相互作用粒子的模拟》,Phys-Rev Fluids,1,2,023301,(2016)
[34] 阿蓬特·里维拉,C。;苏,Y。;Zia,R.N.,球形空腔限制下的集中流体动力学相互作用悬浮液的平衡结构和扩散,流体力学杂志,836,413-450,(2018)·Zbl 1419.76648号
[35] Ladyzhenskaya,O.A.,粘性不可压缩流的数学理论,(1963年),Gordon&Breach·Zbl 0121.42701号
[36] Pozrikidis,C.,线性粘性流的边界积分和奇异性方法,(1992),剑桥大学出版社·Zbl 0772.76005号
[37] Corless,R.M。;Jeffrey,D.J.,低雷诺数流中近接触球体的应力矩,Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik ZAMP,39,6,874-884,(1988)·Zbl 0663.76022号
[38] 杰弗里·D·J。;Corless,R.M.,几乎接触不相等球体的轴对称运动的力和应力,《物理化学水力学》,10,4,461-470,(1988)
[39] 杰弗里·D·J。;Onishi,Y.,在低雷诺数流中作用在两个几乎接触的球体上的力和对,ZAMP Zeitschrift f?r angewandte Mathematik und Physik,35,5,634-641,(1984)·Zbl 0548.76040号
[40] 医学博士Cooley。;O'Neill,M.E.,《关于球体接近平面壁或静止球体在粘性流体中产生的缓慢运动》,Mathematika,16,01,37,(1969)·Zbl 0174.27703号
[41] Goldman,A.J。;考克斯·R·G。;Brenner,H.,平行于平面壁的球体的缓慢粘性运动?《静态流体中的运动》,《化学工程科学》,22,4,637-651,(1967)
[42] Goldman,A.J。;考克斯·R·G。;Brenner,H.,《平行于平面壁的球体的缓慢粘性运动——II Couette流》,化学工程科学,22,4,653-660,(1967)
[43] Bossis,G。;Meunier,A。;Sherwood,J.D.,《平面附近粒子轨迹的斯托克斯动力学模拟》,《物理流体a》,1991年第3期,第1853页,(1991年)·Zbl 0745.76010号
[44] Doi,M。;Edwards,S.F.,《聚合物动力学理论》,(1988),牛津大学出版社
[45] Pozrikidis,C.,BEMLIB软件库边界元方法实用指南,(2002),CRC出版社·Zbl 1019.65097号
[46] Batchelor,G.K。;Green,J.T.,线性流场中两个自由移动的小球体的流体动力相互作用,流体力学杂志,56,02,375,(1972)·Zbl 0247.76088号
[47] Batchelor,G.K.,流体动力学相互作用下粒子的布朗扩散,流体力学杂志,74,01,1,(1976)·兹伯利0346.76073
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。