کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
1899261 1534001 2015 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Asymptotic analysis of a viscous thread extending under gravity
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل همبستگی یک موضوع چسبناک تحت جاذبه
کلمات کلیدی
موضوعات چسبناک، جریانهای فرعی جرم گرانشی جریان دارد،
ترجمه چکیده
علیرغم مطالعات وسیع در مورد جریان های استثنایی، هیچ توضیحی کامل برای اینکه چرا مایعات چسبناکی که تحت گرانش گسترش می یابند، می توانند چنین رشته های پایدار و پایدار را بدون نشانه بی ثباتی از کشش سطحی تشکیل دهند. به همین دلیل ما در حال بررسی حرکت یک چسب نازک محدب باریک است که در بالای آن با یک سطح افقی ثابت و در زیر جاذبه به سمت پایین حرکت می کند. در مورد آن که در آن ابتدا ناشی از انسجام و کشش سطحی نادیده گرفته می شود، ما معادلات طولانی مدت را برای مسئله اولیه-مرزی ارزش کامل برای یک موضوع از شکل اولیه دلخواه در نظر می گیریم. ما نشان می دهیم که در نهایت، شتاب در موضوع به اندازه کافی بزرگ می شود که شرایط تحریک پذیری مهم می شود. بنابراین، ما شرایط اصطکاکی را حفظ می کنیم و با استفاده از انحراف های همبسته همبستگی، راه حل هایی برای مسئله ارزش اولیه و مرزی به دست می آوریم. ما نشان می دهیم که پویایی را می توان به دو مورد کلی عمومی تقسیم کرد که رفتار بسیار متفاوت دارند. در مورد اول، موضوع یک ناحیه نازک بلند ایجاد می کند که دو توده مایع را با هم همراه می کند. در این مورد، ما از برآوردهای مرتبه ای از مقدار استفاده می کنیم تا نشان دهد که اگر ریشه مربع تعداد رینولدز بسیار بیشتر از نسبت مساحت اولیه است که توسط تعداد باند تقسیم شده است، تیرگی محور چرخش سطح رخ نمی دهد. در مورد دوم، موضوع در نزدیکی سطح افقی نازک می شود. در این مورد، ما نشان می دهیم که معادلات طول موج طولانی در نهایت شکست و بحث نقش ناشی در تعیین پویایی. روشهای آرمپوتیک نیازمند تعدادی از تکنیکهای جدید هستند و راه حلهای حاصل از آنها رفتار شگفتآور غنی است. این راه حل ما را قادر می سازد مکانیسم هایی را که پایه های رشته های بسیار پایدار هستند، درک کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه ریاضیات ریاضیات کاربردی
چکیده انگلیسی
Despite extensive research on extensional flows, there is no complete explanation for why highly viscous fluids extending under gravity can form such persistent and stable filaments with no sign of destabilization from surface tension. We therefore investigate the motion of a slender axisymmetric viscous thread that is supported at its top by a fixed horizontal surface and extends downward under gravity. In the case in which inertia and surface tension are initially negligible, we consider the long-wavelength equations for the full initial-boundary-value problem for a thread of arbitrary initial shape. We show that, eventually, the accelerations in the thread become sufficiently large that the inertial terms become important. Thus, we keep the inertial terms and, using matched asymptotic expansions, obtain solutions for the full initial-boundary-value problem. We show that the dynamics can be divided into two generic cases that exhibit very different behaviour. In the first case, the thread develops a long thin region that joins together two fluid masses. In this case, we use order-of-magnitude estimates to show that surface-tension-driven pinching will not occur if the square root of the Reynolds number is much greater than the initial aspect ratio divided by the Bond number. In the second case, the thread becomes thin near the horizontal surface. In this case, we show that the long-wavelength equations will ultimately break down and discuss the role of inertia in determining the dynamics. The asymptotic procedures require a number of novel techniques and the resulting solutions exhibit surprisingly rich behaviour. The solution allows us to understand the mechanisms that underlie highly persistent filaments.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Physica D: Nonlinear Phenomena - Volume 313, 1 December 2015, Pages 51-60
نویسندگان
, , ,