Análisis de simetría del flujo de capa límite 3D de un fluido no newtoniano
Autores: El Saheli, Ali; Zogheib, Bashar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de simetría del flujo de capa límite 3D de un fluido no newtoniano
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas aplicadas
Palabras clave
Estudio
Ecuaciones de capa límite
Fluido no newtoniano
Prandtl
Teoría de la capa límite
Ecuaciones de Navier-Stokes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga las ecuaciones de la capa límite laminar, tridimensional y estacionaria de un fluido no newtoniano sobre una placa plana en ausencia de fuerzas corporales. La teoría clásica de la capa límite, introducida por Prandtl en 1904, sugiere que los flujos de fluido que pasan por una superficie sólida se pueden dividir en dos regiones: una delgada capa límite cerca de la superficie, donde predominan los fuertes gradientes de velocidad y los efectos de fricción significativos, y la región exterior, donde la fricción es negligible. Dentro de la capa límite, la velocidad aumenta bruscamente de cero en la superficie al valor de flujo libre en el borde exterior. La aproximación de la capa límite simplifica significativamente las ecuaciones de Navier-Stokes dentro de la capa límite, mientras que fuera de esta capa, el flujo se considera incompresible, lo que resulta en ecuaciones aún más simples. Las propiedades viscoelásticas del fluido se modelan utilizando los tensores de Rivlin-Ericksen. Se aplica un análisis de grupos de Lie para reducir el sistema resultante de ecuaciones diferenciales parciales no lineales de tercer orden a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias. Finalmente, determinamos las formas admisibles de las velocidades de flujo libre en las direcciones x y z.
Descripción
Este estudio investiga las ecuaciones de la capa límite laminar, tridimensional y estacionaria de un fluido no newtoniano sobre una placa plana en ausencia de fuerzas corporales. La teoría clásica de la capa límite, introducida por Prandtl en 1904, sugiere que los flujos de fluido que pasan por una superficie sólida se pueden dividir en dos regiones: una delgada capa límite cerca de la superficie, donde predominan los fuertes gradientes de velocidad y los efectos de fricción significativos, y la región exterior, donde la fricción es negligible. Dentro de la capa límite, la velocidad aumenta bruscamente de cero en la superficie al valor de flujo libre en el borde exterior. La aproximación de la capa límite simplifica significativamente las ecuaciones de Navier-Stokes dentro de la capa límite, mientras que fuera de esta capa, el flujo se considera incompresible, lo que resulta en ecuaciones aún más simples. Las propiedades viscoelásticas del fluido se modelan utilizando los tensores de Rivlin-Ericksen. Se aplica un análisis de grupos de Lie para reducir el sistema resultante de ecuaciones diferenciales parciales no lineales de tercer orden a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias. Finalmente, determinamos las formas admisibles de las velocidades de flujo libre en las direcciones x y z.