×

润滑粘性重力流的稳定性。二: 通过浮力进行全局分析和稳定。 (英语) Zbl 1419.76145号

小结:作者最近在实验中发现的新型粘性指状不稳定性[同上766,626–655(2015;Zbl 1337.76019号)]研究表明,当流体密度相等时,由两个粘滞流体叠加而成的电流起源于润滑前沿。然而,当密度不相等时,与下卧层相关的附加浮力会抑制这种不稳定性,并且在润滑前沿最大,润滑前沿是不稳定性产生的地方。在本文中,我们通过不使用冻结时间近似的全局和完全时间相关分析,研究了不稳定性机制与这些浮力稳定影响之间的相互作用。我们根据粘度比和两层之间的密度差确定了不稳定的临界条件。与配套论文的局部分析一致,当润滑前沿的静水压力梯度为负时,或者等效地,当侵入流体的粘性小于上覆流体的粘性时,如果两种流体的密度相等,就会发生不稳定性。一旦存在非零密度差,这些驱动浮力将抑制大波长的不稳定性,从而产生波长选择。随着密度差的增加,不稳定判据要求更高的粘度比,才能发生任何不稳定,并且不稳定波数的带变得有界。足够大的密度差完全抑制了不稳定性。

MSC公司:

76D08型 润滑理论
76A20个 液体薄膜
76E05型 水动力稳定性中的平行剪切流

关键词:

润滑理论;薄膜
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Al-Housseiny,T.T.,Tsai,P.A.&Stone,H.A.2012使用流动几何学控制界面不稳定性。《自然物理学》8,747-750。
[2] Ben-Jacob,E.,Godbey,R.,Goldenfeld,N.D.,Koplik,J.,Levine,H.,Mueller,T.&Sander,L.M.1985各向异性在界面模式形成中作用的实验证明。物理学。修订稿55,1315-1318。
[3] Bretherton,F.P.1961管中长气泡的运动。《流体力学杂志》,第10期,166-188页·Zbl 0096.20702号
[4] Chen,J.D.1989 Hele-Shaw细胞中径向粘性指的生长。《流体力学杂志》201,223-242。
[5] Cinar,Y.、Riaz,A.和Tchelepi,H.A.2009盐水层注入CO_2的实验研究。Soc.汽油。工程师J.14,589-594。
[6] Dias,E.O.,Alvarez-Lacalle,E.,Carvalho,M.S.&Miranda,J.A.2012粘性流体指进的最小化:最佳流速的变分方案。物理学。修订稿109、144502。
[7] Dias,E.O.和Miranda,J.A.2010径向指纹模式的控制:弱非线性方法。物理学。修订版E81016312。
[8] Dias,E.O.和Miranda,J.A.2013可变间隙Hele-Shaw流中粘性指进的锥形诱导控制。物理学。版本E87,053015。
[9] Fast,P.、Kondic,L.、Shelley,M.J.和Palffy-Muhoray,P.2001非牛顿海勒-肖流中的模式形成。物理学。流体13,1191-1212·兹比尔1184.76156
[10] Grundy,R.E.和McLaughlin,R.1982非线性扩散中Barenblatt-Pattle相似解的特征值。程序。R.Soc.伦敦。A383、89-100·Zbl 0487.35008号
[11] Homsy,G.M.1987多孔介质中的粘性指进。每年。《流体力学》第19版,第271-311页。
[12] Juel,A.2012扁平手指。《自然物理学》第8706-707卷。
[13] Kagei,N.、Kanie,D.和Kawaguchi,M.2005剪切增稠二氧化硅悬浮液中的粘性指进。物理学。液体17,054103·Zbl 1187.76253号
[14] Kondic,L.、Shelley,M.J.和Palffy-Muhoray,P.1998非牛顿海勒-肖流和萨夫曼-泰勒不稳定性。物理学。修订稿第80页,1433-1436年。
[15] Kowal,K.2016润滑冰盖的流体力学。剑桥大学博士论文。
[16] Kowal,K.N.和Worster,M.G.2015润滑粘性重力流。《流体力学杂志》766、626-655·Zbl 1337.76019号
[17] Kowal,K.N.和Worster,M.G.2019润滑粘性重力流的稳定性。第1部分:。内部和正面分析以及水平剪切稳定。《流体力学杂志》871,970-1006·Zbl 1419.76144号
[18] Li,S.、Lowengrub,J.S.、Fontana,J.和Palffy-Muhoray,P.2009径向Hele-Shaw细胞中粘性指纹模式的控制。物理学。修订稿102174501。
[19] Manickam,O.&Homsy,G.M.1993多孔介质中具有非单调粘度剖面的混相驱替稳定性。物理学。流体A5(6),1356-1367·Zbl 0800.76153号
[20] Mathunjwa,J.S.和Hogg,A.J.2006a多孔介质中的自相似重力流:重新审视Barenblatt-Pattle溶液的线性稳定性。欧洲力学杂志。(B/液体)25、360-378·Zbl 1098.76037号
[21] Mathunjwa,J.S.和Hogg,A.J.2006b有限体积释放产生的重力流的稳定性。《流体力学杂志》562,261-278·Zbl 1157.76312号
[22] Mullins,W.W.&Sekerka,R.F.1964稀释二元合金凝固期间平面界面的稳定性。J.应用。《物理学》35(2),444-451。
[23] Nase,J.,Derks,D.&Lindner,A.2011提升的Hele-Shaw细胞中手指模式的动态演变。物理学。流体23123101。
[24] Orr,F.M.和Taber,J.J.1984二氧化碳在提高石油采收率中的应用。科学224,563-569。
[25] Paterson,L.1981 Hele-Shaw牢房中的径向指进。《流体力学杂志》113、513-529。
[26] Pihler-Puzovic,D.,Illien,P.,Heil,M.&Juel,A.2012通过弹性膜抑制空气和粘性流体界面上的复杂指状图案。物理学。版次:Lett.108074502。
[27] Pihler-Puzovic,D.、Juel,A.和Heil,M.2014弹性细胞中粘性指纹和褶皱之间的相互作用。物理学。流感226022102·Zbl 1321.76022号
[28] Pihler-Puzovic,D.、Perillat,R.、Russell,M.、Juel,A.和Heil,M.2013对弹性称为Hele-Shaw细胞中粘性指进的抑制进行建模。《流体力学杂志》731,162-183·Zbl 1294.76098号
[29] Reinelt,D.A.1995《定向指进的主不稳定性和逆不稳定性》,《流体力学杂志》285303-327·Zbl 0848.76028号
[30] Saffman,P.G.&Taylor,G.1958流体渗透到含有更粘稠液体的多孔介质或Hele-Shaw池中。程序。R.Soc.伦敦。A245312-329·Zbl 0086.41603号
[31] Taylor,G.I.1963粘性流体在狭窄通道中的空化。《流体力学杂志》16,595-619·兹伯利0126.42603
[32] Thome,T.,Rabaud,M.,Hakim,V.&Couder,Y.1989《Saffman-Taylor不稳定性:从线性几何到圆形几何》。物理学。液体A1,224-240。
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。