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Dinámica de Películas Líquidas Finas en un Esferoide en Rotación

Autores: Duruk, Selin; Boujo, Edouard; Sellier, Mathieu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Dinámica de Películas Líquidas Finas en un Esferoide en Rotación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Rotación
Capa líquida delgada
Esferoide
Aproximación de lubricación
Dinámica de película
Ecuaciones de Navier-Stokes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El presente trabajo explora el impacto de la rotación en la dinámica de una delgada capa líquida depositada sobre un esferoide (elipsoide bi-axial) que rota alrededor de su eje vertical. Se derivó una ecuación de evolución basada en la aproximación de lubricación, que tiene en cuenta los efectos combinados de la curvatura no uniforme, la capilaridad, la gravedad y la rotación. Este modelo aproximado se resolvió numéricamente, y los resultados se compararon favorablemente con las soluciones de las ecuaciones de Navier-Stokes completas. Una ventaja clave de la aproximación de lubricación es el tiempo de solución, que se demostró que es al menos un orden de magnitud más corto que para las ecuaciones de Navier-Stokes completas, revelando la perspectiva de controlar la dinámica de la película para aplicaciones de recubrimiento. Se investigó la dinámica de la película delgada para un amplio rango de parámetros geométricos, cinemáticos y materiales. El modelo mostró que, a diferencia del caso puramente impulsado por la gravedad, en el que el fluido drena hacia abajo y se acumula en el polo sur, la rotación conduce a una migración del grosor máximo de la película hacia el ecuador, donde la fuerza centrífuga es más fuerte.

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