由于简单的剪切流动而破坏液体的不压缩性
Akira Furukawa1, Hajime Tanaka
1Institute of Industrial Science, University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Tokyo 153-8505, Japan. furu@iis.u-tokyo.ac.jp
这项研究表明,简单的剪切流可以变得不稳定,挑战流体动力学中的不压缩性假设. 这种不稳定性源于流量,密度和粘度之间的相互作用,特别是在高度粘性的液体中.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 类风病学 类风病学 类风病学
- 非牛顿流体非牛顿流体
背景情况:
- 标准流体动力学通常假定不压缩性,忽略了流动中的密度变化.
- 简单的剪切流通常被认为是稳定的和不可压缩的.
- 在简单的剪切流中,像化这样的流动诱导的不稳定性是意想不到的.
研究的目的:
- 为了证明不压缩性条件可以在简单的剪切流中被违反.
- 为了研究流量和密度波动之间的合,由于粘度的压力依赖.
- 为了确定导致在剪切下液体的机械不稳定性的条件.
主要方法:
- 开发了一种包含流量密度合的模型.
- 分析了粘度与压力之间的密度依赖.
- 确定了不稳定的临界剪速.
主要成果:
- 确定了一个临界切割速率,在此以上,液体变得机械不稳定.
- 这种不稳定性与粘度与压力的导数有关.
- 该模型预测了这种不稳定性在高度粘性液体中的实验性可访问性.
结论:
- 在简单的剪切流中,由于粘度-密度合,不可压缩性假设可能会失败.
- 这种现象解释了粘性滑剂中观察到的不稳定性.
- 这些发现可能会阐明复杂流体中剪切诱导的化,泡生长和剪切结合.
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