Shear Banding of a Fluid Flow with a Nonmonotonic Dependence of the Flow Stress on the Strain Rate


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The problem of an enforced fluid flow in a flat channel with the counter motion of one of the walls was considered. The fluid was characterized by a nonmonotonic flow curve consisting of three segments; a left segment (an ascending branch), a middle segment (a descending branch), and a right segment (an ascending branch). The rheological properties of the fluid were described by the modified Vmogradov-Pokrovsky model. The constants of the model were determined using the results of rheological tests of a high-density polyethylene melt performed with a laser Doppler viscometer. All exact analytical solutions of this problem were obtained in a parametric form for the one-dimensional case. The profiles of the velocity, effective viscosity, and velocity gradient along the channel height are constructed for different values of the parameters of the rheological model. Three solutions exist for the same given stress field in the range of shear rates corresponding to the middle branch of the flow curve. One of them is unstable and physically unrealizable, while the other two solutions are stable; however, the loading prehistory determines which of them is observed. The solution corresponding to the left branch is monotonic, while the solution corresponding to the right branch of the curve demonstrates the flow stratification into “bands” with different strain rates and different physical and mechanical properties. At the same time, the dependence of the effective viscosity on the strain rate, which is a monotonically decreasing function, allows its representation in the form of an exponential series. The same pressure-flow problem is solved in the two-dimensional formulation by the finite-element method using the semiweak Galerkin formulation and an approximation function for the viscosity. The comparison of the numerical results and the analytical solution shows that they are similar with a sufficient degree of accuracy. In both cases, as the counter pressure difference approaches zero, a limiting transition to the Couette flow is impossible.

Об авторах

Yu. Kuznetsova

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: julyashmit@gmail.com
Россия, Perm, 614013

O. Skul’skiy

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: skul@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».