Pressure-driven pipe flow of semi-dilute and dense suspensions over permeable surfaces
Pressure-driven pipe flow of semi-dilute and dense suspensions over permeable surfaces
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半稀和浓悬浮液在渗透表面上的压力驱动管流
DOI：
10.1007/s00397-021-01298-w
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.3
通讯作者：
Mirbod, Parisa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kang, Changwoo;Mirbod, Parisa
我们研究压力驱动的悬浮液的非胶体，非布朗，和刚性球在牛顿溶剂中的管道表面被多孔介质取代，使用数值模拟。我们研究了多孔介质K的渗透率的各种值，同时我们保持多孔层的孔隙率和厚度恒定，以澄清在散装颗粒体积分数为0.1 ≤ B≤ 0.5时可渗透壁对悬浮液流动的影响。在惯性消失的极限下，悬浮液流动的速率随着体积分数的增大而减小，随着多孔介质渗透率的增大而增大。也有两个不同的制度，即强渗透率制度和弱渗透率制度，表征无因次滑移速度归一化的剪切速率和渗透深度。在前者中，随着渗透率的增大，溶剂渗透深度增大，界面处流向速度增大;而在后者中，流体不能深入多孔介质，滑移速度随渗透率的变化较小。我们的研究结果可能会提出一种新的被动技术，以减少阻力，通过提高悬浮液流的速度在设备中的悬浮液运输是至关重要的。它也可能为扩展到复杂多孔介质上的悬浮液流动提供基本的见解。图形摘要
We study pressure-driven suspensions of non-colloidal, non-Brownian, and rigid spheres in a Newtonian solvent where the pipe surface is replaced by porous media using numerical simulations. We examine various values of the permeability of the porous mediumK, while we keep the porosity and the thickness of the porous layer constant to clarify the effect of the permeable wall on the suspension flows at bulk particle volume fractions 0.1 ≤ϕb≤ 0.5. In the limit of vanishing inertia, the rate of suspension flow decreases as the bulk volume fractionϕbincreases and it builds up as the permeability of the porous media increases. There are also two different regimes characterizing the dimensionless slip velocity normalized by both shear rate and penetration depth, namely, the strong permeability regime and the weak permeability regime. In the former, the solvent penetrates deeper and the streamwise velocity at the interface increases with the porous media permeability, while in the latter, the fluid cannot go through the porous media deeply and the variation of the slip velocity with the permeability is small. Our results might suggest a new passive technique to reduce drag by enhancing the rate of suspension flow in devices where the suspension transport is crucial. It might also offer basic insights for the extension to the flow of suspensions over and through complex porous media.Graphical abstract
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影响因子：
4.7
作者：
Rosti, Marco E.;Mirbod, Parisa;Brandt, Luca
通讯作者：
Brandt, Luca
影响因子：
4.6
作者：
Wu, Zhenxing;Mirbod, Parisa
通讯作者：
Mirbod, Parisa
悬浮液流动的流动对齐张量模型
DOI：
--
发表时间：
2002
期刊：
影响因子：
--
作者：
Z. Fang;A. Mammoli;J. Brady;M. Ingber;L. Mondy;A. Graham
通讯作者：
A. Graham
影响因子：
4.6
作者：
Mirbod P;Wu Z;Ahmadi G
通讯作者：
Ahmadi G
影响因子：
3.3
作者：
Hampton, RE;Mammoli, AA;Altobelli, SA
通讯作者：
Altobelli, SA