Estabilidad de un flujo Oldroyd-B flotante que satura una capa porosa vertical con límites abiertos
Autores: Lazzari, Stefano; Celli, Michele; Barletta, Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estabilidad de un flujo Oldroyd-B flotante que satura una capa porosa vertical con límites abiertos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aplicaciones de ingeniería
Reología
Modelo Oldroyd-B
Comportamiento viscoelástico
Flujo de flotación
Ley de Darcy
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El rendimiento de varias aplicaciones de ingeniería está estrictamente relacionado con la reología de los fluidos de trabajo y el modelo de Oldroyd-B se emplea ampliamente para describir un comportamiento viscoelástico lineal. En el presente artículo, se investiga un flujo de Oldroyd-B en un estrato poroso vertical con límites permeables e isotérmicos. El flujo de filtración se modela a través de una versión extendida de la ley de Darcy que tiene en cuenta la reología de Oldroyd-B. El flujo estacionario básico es paralelo al eje vertical y describe un patrón de célula única donde la célula tiene una altura infinita. Se lleva a cabo un análisis de estabilidad lineal de dicho flujo básico para determinar las condiciones de inicio para un patrón multicelular. Este análisis se realiza numéricamente empleando el método de disparo. Se evalúan las curvas de estabilidad neutral y los valores del número de Rayleigh crítico para diferentes características de tiempo de retardo y tiempo de relajación del fluido. El estudio destaca hasta qué punto la viscoelasticidad tiene un efecto desestabilizador en el flujo de flotación. Para el caso límite de un fluido newtoniano, se recuperan los resultados conocidos disponibles en la literatura, a saber, un valor crítico del número de Darcy-Rayleigh igual a 197.081 y un número de onda crítico correspondiente de 1.05950.
Descripción
El rendimiento de varias aplicaciones de ingeniería está estrictamente relacionado con la reología de los fluidos de trabajo y el modelo de Oldroyd-B se emplea ampliamente para describir un comportamiento viscoelástico lineal. En el presente artículo, se investiga un flujo de Oldroyd-B en un estrato poroso vertical con límites permeables e isotérmicos. El flujo de filtración se modela a través de una versión extendida de la ley de Darcy que tiene en cuenta la reología de Oldroyd-B. El flujo estacionario básico es paralelo al eje vertical y describe un patrón de célula única donde la célula tiene una altura infinita. Se lleva a cabo un análisis de estabilidad lineal de dicho flujo básico para determinar las condiciones de inicio para un patrón multicelular. Este análisis se realiza numéricamente empleando el método de disparo. Se evalúan las curvas de estabilidad neutral y los valores del número de Rayleigh crítico para diferentes características de tiempo de retardo y tiempo de relajación del fluido. El estudio destaca hasta qué punto la viscoelasticidad tiene un efecto desestabilizador en el flujo de flotación. Para el caso límite de un fluido newtoniano, se recuperan los resultados conocidos disponibles en la literatura, a saber, un valor crítico del número de Darcy-Rayleigh igual a 197.081 y un número de onda crítico correspondiente de 1.05950.