We study the dynamics of a slippery

We study the dynamics of a slippery spherical particle suspended in an inertialess Newtonian or viscoelastic shear-thinning fluid, under shear or Poiseuille flow, by means of 3D direct numerical simulations. In particular, we investigate on the effect of particle slip on the cross-stream migration induced by fluid viscoelasticity. The governing equations are solved through the finite element method, by adopting an Arbitrary Lagrangian–Eulerian (ALE) formulation to handle the particle motion.

In shear flow, the migration dynamics is qualitatively unchanged as compared to the no-slip case, i.e. the particle always moves toward the nearest wall regardless of the initial position. For increasing slip, the migration velocity first reaches a maximum, and then decreases to values lower than the no-slip one. Thus, a pronounced particle slip slows down the migration phenomenon.

In Poiseuille flow, at variance with the no-slip case for a shear-thinning viscoelastic fluid, the tube wall becomes a ‘hydrodynamic repulsor’ for high slip values, and all the particles migrate toward the channel centerline (‘attractor’). In this sense, slippery particles are more easily aligned along the channel centerline than no-slip particles.

Keywords

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราเรียนของอนุภาคทรงกลมลื่นหยุดชั่วคราวในการ inertialess ทฤษฎีหรือ viscoelastic เฉือนบางน้ำมัน ภายใต้แรงเฉือนหรือกระแส Poiseuille โดย 3D จำลองตัวเลขโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราตรวจสอบในลักษณะของอนุภาคการจัดส่งในการย้ายข้ามกระแสเหนี่ยวนำ โดย fluid viscoelasticity มีแก้ไขสมการควบคุมผ่านวิธีการองค์ประกอบจำกัด โดยใช้การกำหนด Lagrangian – แบบออยเลอร์อำเภอใจ (เบียร์) การจัดการการเคลื่อนไหวของอนุภาคกระแสแรงเฉือน เปลี่ยนแปลงโยกย้ายได้ qualitatively ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับกรณีไม่มีใบ เช่นอนุภาคย้ายไปยังผนังที่ใกล้ที่สุดโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งเริ่มต้นเสมอ สำหรับการเพิ่มบันทึก ความเร็วโยกย้ายก่อน ถึงสูงสุด แล้ว ลดลงมาต่ำกว่าไม่มีการจัดส่งหนึ่งค่า ดังนั้น ใบอนุภาคออกเสียงช้าลงปรากฏการณ์โยกย้ายในกระแส Poiseuille ทับไหล viscoelastic เฉือนบาง กรณีไม่มีใบผนังท่อกลายเป็น การ 'hydrodynamic repulsor' สำหรับค่าจัดส่งสูง และอนุภาคทั้งหมดย้ายไป centerline ช่อง ('attractor') ในนี้รู้สึก อนุภาคลื่นจะง่ายขึ้นจัดตำแหน่งตามแนว centerline ช่องกว่าอนุภาคไม่จัดส่งคำสำคัญ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เราศึกษาการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคทรงกลมลื่นลอยอยู่ในของเหลวเฉือนทำให้ผอมบางของนิวตันหรือ viscoelastic inertialess ภายใต้แรงเฉือนหรือไหล Poiseuille โดยใช้วิธีการแบบจำลอง 3 มิติตัวเลขโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเราจะตรวจสอบเกี่ยวกับผลกระทบของอนุภาคสลิปในการย้ายถิ่นข้ามกระแสที่เกิดจากของเหลว viscoelasticity ว่าด้วยสมการจะแก้ไขได้ผ่านวิธีการองค์ประกอบ จำกัด โดยการนำโดยพลการลากรองจ์-Eulerian (เบียร์) กำหนดที่จะจัดการกับการเคลื่อนไหวของอนุภาค. ในการไหลเฉือนการเปลี่ยนแปลงย้ายที่มีคุณภาพไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่มีการลื่นเช่นอนุภาค มักจะย้ายไปยังผนังที่ใกล้ที่สุดโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งเริ่มต้น สำหรับใบเพิ่มความเร็วการโยกย้ายครั้งแรกถึงสูงสุดแล้วลดลงต่ำกว่าค่าที่ไม่มีใบหนึ่ง ดังนั้นใบอนุภาคเด่นชัดช้าลงปรากฏการณ์การย้ายถิ่น. ในการไหล Poiseuille ที่แตกต่างกับกรณีที่ไม่มีใบสำหรับเฉือนทำให้ผอมบางของเหลวหนืดผนังหลอดกลายเป็น 'repulsor อุทกพลศาสตร์สำหรับค่าใบสูงและอนุภาคทั้งหมด โยกย้ายไปยังช่องกลาง (attractor) ในแง่นี้อนุภาคลื่นมีความสอดคล้องมากขึ้นได้อย่างง่ายดายพร้อมช่องกลางกว่าอนุภาคที่ไม่มีใบ. คำสำคัญ