Stability of Couette flow past a gel film
Stability of Couette flow past a gel film
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库埃特流过凝胶膜的稳定性
DOI：
10.1016/j.taml.2017.09.006
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发表时间：
2017
影响因子：
3.4
通讯作者：
Gao, Tong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hess, Andrew;Cai, Shengqiang;Gao, Tong
我们研究了牛顿库埃特流在雷诺数消失的极限下流过凝胶状薄膜的不稳定性。探索了三种模型，包括一种超弹性（新胡克）固体和两种粘弹性（开尔文-沃伊特和齐纳）固体。我们没有在固相中使用传统的拉格朗日描述来求解位移场，而是在欧拉参考系中构建等效的“微分”模型，并同时求解流体和固相中的速度、压力和应力。我们发现界面不稳定性是由超弹性和粘弹性模型中基态解中的第一正应力差驱动的。对于新胡克固体，当受到剪切流时，当薄膜较薄（厚）时，界面表现出短波（有限波长）不稳定性。在结合了粘性效应的开尔文-沃伊特和齐纳固体中，不稳定性增长在小波数时增强，但在大波数时受到抑制，导致有限波长不稳定性占主导地位。此外，增加表面张力可以有效稳定界面以承受流体剪切。
We study instability of a Newtonian Couette flow past a gel-like film in the limit of vanishing Reynolds number. Three models are explored including one hyperelastic (neo-Hookean) solid, and two viscoelastic (Kelvin–Voigt and Zener) solids. Instead of using the conventional Lagrangian description in the solid phase for solving the displacement field, we construct equivalent “differential” models in an Eulerian reference frame, and solve for the velocity, pressure, and stress in both fluid and solid phases simultaneously. We find the interfacial instability is driven by the first-normal stress difference in the base-state solution in both hyperelastic and viscoelastic models. For the neo-Hookean solid, when subjected to a shear flow, the interface exhibits a short-wave (finite-wavelength) instability when the film is thin (thick). In the Kelvin–Voigt and Zener solids where viscous effects are incorporated, instability growth is enhanced at small wavenumber but suppressed at large wavenumber, leading to a dominant finite-wavelength instability. In addition, adding surface tension effectively stabilizes the interface to sustain fluid shear.
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低雷诺数下流体和凝胶之间的界面流动引起的不稳定性
DOI：
10.1051/jp2:1994173
发表时间：
1994
期刊：
Journal De Physique Ii
影响因子：
--
作者：
V. Kumaran;G. Fredrickson;P. Pincus
通讯作者：
P. Pincus
DOI：
10.1098/rspa.2011.0281
发表时间：
2011-12-08
影响因子：
3.5
作者：
Mihai, L. Angela;Goriely, Alain
通讯作者：
Goriely, Alain
DOI：
10.1136/ebmh.11.4.102
发表时间：
2008-10
期刊：
Evidence Based Mental Health
影响因子：
--
作者：
P. Cochat;L. Vaucoret;J. Sarles
通讯作者：
P. Cochat;L. Vaucoret;J. Sarles
粘弹性液体库埃特流动中界面的弹性不稳定性
影响因子：
3.1
作者：
K. Chen
通讯作者：
K. Chen
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影响因子：
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作者：
Vinay Kumaran;R. Muralikrishnan
通讯作者：
R. Muralikrishnan