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Enregistrement W1989220466 · doi:10.1017/s0022112006000620

Stability and instability of Taylor–Couette flows of a Bingham fluid

2006· article· en· W1989220466 sur OpenAlexaff
Maria Paulina Landry, I.A. Frigaard, D. Mark Martinez

Notice bibliographique

RevueJournal of Fluid Mechanics · 2006
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFluid Dynamics and Turbulent Flows
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTaylor–Couette flowReynolds numberInstabilityBingham plasticMechanicsTaylor numberCouette flowPhysicsLimit (mathematics)CylinderClassical mechanicsTurbulenceMathematicsThermodynamicsMathematical analysisGeometryFlow (mathematics)Rheology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We consider in detail the Taylor–Couette problem for a Bingham fluid, presenting a range of analytical and computational results. First, for co-rotating cylinders it is known that the critical inner cylinder Reynolds number $\hbox{\it Re}_{1,c}$ , does not increase monotonically with the Bingham number $B$ , over a range of small to moderate $B$ . It is the only situation that we know of where a yield stress fluid flow is less stable that the corresponding Newtonian fluid flow. This effect was discovered independently by Landry (2003, MSc thesis) and Peng & Zhu ( J. Fluid Mech . vol. 512, 2004, p. 21), but the mechanism has not been explained. Here we show that the decrease in critical Reynolds number is due to an increase (at small $B$ ) in the rate of strain of the basic flow, which amplifies the transfer of energy from the basic flow to the perturbation, via the inertial terms in the energy equation. At larger $B$ , the yielded region contracts and the inertial energy transfer is bounded by the yield stress dissipation. We next consider the effects of large $B$ . For fixed radius and Reynolds number ratios, we show that for sufficiently large $B$ all basic flows have an unyielded fluid layer attached to the outer wall. For these flows we show that there is a similarity mapping that maps both the basic solution and the linear stability problem onto the stability problem for an outer cylinder of radius equal to the yield surface radius. The Reynolds and Bingham numbers of the transformed problems are smaller than that of the original problem, as is the wavenumber $k$ . As $B \,{\to}\, \infty$ , the yield surface approaches the inner cylinder, defining a narrow gap limiting problem that differs from the classical narrow gap limit. Via the transformed problem we derive an energy estimate for stability: $\hbox{\it Re}_{1,c} k_c \,{\sim}\, B^{1.5}$ as $B \,{\to}\, \infty$ , which compares well with our computed results for a stationary outer cylinder: $\hbox{\it Re}_{1,c} \,{\sim}\, B^{1.25}$ and $k_c \,{\sim}\, B^{0.375}$ . We also show how $\hbox{\it Re}_{1,c} \,{\sim}\, B^{1.25}$ can be deduced from a simple order of magnitude analysis, for a stationary outer cylinder. Finally, we consider the second (classical) narrow gap limit in which the radius ratio $\eta$ , approaches unity, for fixed $B$ and Reynolds number ratio. We show that $\hbox{\it Re}_{1,c} \,{\gtrsim}\, (k^2[1 + O(B)] + \pi^2)/(1-\eta)^{1/2}$ in this limit.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,863
Score d'incertitude au seuil0,742

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,189
Écart entre enseignants0,181 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations43
Publié2006
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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