Finite-amplitude Rayleigh–Bénard convection and pattern selection for viscoelastic fluids
Notice bibliographique
Résumé
The influence of inertia and elasticity on the onset and stability of Rayleigh–Bénard thermal convection is examined for highly elastic polymeric solutions with constant viscosity. These solutions are known as Boger fluids, and their rheology is approximated by the Oldroyd-B constitutive equation. The Galerkin projection method is used to obtain the departure from the conduction state. The solution is capable of displaying complex dynamical behaviour for viscoelastic fluids in the elastic and inertio-elastic ranges, which correspond to ${\it Ra} \,{<}\, {\it Ra}_c^s$ and ${\it Ra} \,{>}\, {\it Ra}_c^s $ , respectively, ${\it Ra}_c^s $ being the critical Rayleigh number at which stationary thermal convection emerges. This behaviour is reminiscent of that observed experimentally for viscoelastic Taylor–Couette flow. For a given ${\it Ra}$ in the pre-critical range, finite-amplitude periodic oscillatory convection emerges when the elasticity number, $E$ , exceeds a threshold. Periodicity is lost as $E$ increases, leading to a $T^{2}$ quasi-periodic behaviour, and the breakup of the torus as $E$ increases further. Although no experimental data are available for direct comparison, this scenario is reminiscent of the flow sequence observed by Muller et al. (1993) in the Taylor–Couette flow of a Boger fluid. Stationary thermal convection emerges, via a supercritical bifurcation, when ${\it Ra}$ exceeds ${\it Ra}_c^s $ . The amplitude of motion is found to be little influenced by fluid elasticity or retardation time, especially as the Rayleigh number increases. However, the range of stability of the stationary thermal convection narrows considerably for viscoelastic fluids. In this case, oscillatory thermal convection is favoured. The onset and the stability of other steady convective patterns, namely hexagons and squares, are studied in the inertio-elastic range by using an amplitude equation approach. The range of stability of each pattern is examined, simultaneously allowing the validation of the two-dimensional picture.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».