Нестационарные течения вязкоупругой жидкости в модели Джонсона ̶ Сигалмана с несколькими временами релаксации
С.Р. Кармушин1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
stepan.karmushin@yandex.ru
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: неньютоновская вязкоупругая жидкость, реология, нелинейная гиперболическая модель, одномерные сдвиговые течения, неустойчивость, сдвиговое расслоение, время релаксации, гистерезис
Страницы: 60-75
Аннотация
В рамках модели Джонсона ̶ Сигалмана с несколькими временами релаксации рассмотрены одномерные нестационарные течения несжимаемой неньютоновской вязкоупругой жидкости между параллельными пластинами. Особенностью рассматриваемой модели является ее гиперболичность в широком диапазоне параметров течения. Получена такая модель общего вида с n временами релаксации (модами), а также выполнена замена переменных, позволяющая записать уравнения модели в консервативном (дивергентном) виде. Проведена серия расчетов нестационарных течений в различных режимах, на основе которых показано возникновение эффекта сдвигового расслоения при увеличении средней скорости потока. Построены зависимости напряжения сдвига на стенке канала от скорости сдвига, а также расхода от градиента давления для плоских стационарных течений Куэтта и Пуазейля соответственно. Проведена валидация построенных диаграмм путем их сравнения с рядом экспериментальных данных. Исследована структура стационарных решений со сдвиговым расслоением, получаемых как численный предел нестационарных решений. Сформулировано правило отбора стационарных решений, асимптотически реализующихся в численных нестационарных расчетах. Проанализировано явление гистерезиса при циклическом изменении скорости потока
DOI: 10.15372/PMTF202515638 |
