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Enregistrement W2142754722 · doi:10.1017/s002211200600200x

Yield stress effects on Rayleigh–Bénard convection

2006· article· en· W2142754722 sur OpenAlexaff
J. Zhang, D. Vola, I.A. Frigaard

Notice bibliographique

RevueJournal of Fluid Mechanics · 2006
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFluid Dynamics and Turbulent Flows
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInstabilityRayleigh–Bénard convectionConvectionNewtonian fluidMechanicsRayleigh numberCore (optical fiber)Bingham plasticRayleigh scatteringYield (engineering)Stress (linguistics)Natural convectionMaterials scienceMathematicsThermodynamicsPhysicsRheologyOpticsComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We examine the effects of a fluid yield stress on the classical Rayleigh–Bénard instability between heated parallel plates. The focus is on a qualitative characterization of these flows, by theoretical and computational means. In contrast to Newtonian fluids, we show that these flows are linearly stable at all Rayleigh numbers, ${\hbox{{\it Ra}}$ , although the usual linear modal stability analysis cannot be performed. Below the critical Rayleigh number for energy stability of a Newtonian fluid, ${\hbox{{\it Ra}}}_E$ , the Bingham fluid is also globally asymptotically stable. Above ${\hbox{{\it Ra}}}_E$ , we provide stability bounds that are conditional on ${\hbox{{\it Ra}}}\,{-}\,{\hbox{\it Ra}}_E$ , as well as on the Bingham number $B$ , the Prandtl number $\hbox{\it Pr}$ , and the magnitude of the initial perturbation. The stability characteristics therefore differ considerably from those for a Newtonian fluid. A second important way in which the yield stress affects the flow is that when the flow is asymptotically stable, the velocity perturbation decays to zero in a finite time. We are able to provide estimates for the stopping time for the various types of stability. A consequence of the finite time decay is that the temperature perturbation decays on two distinctly different time scales, i.e. before/after natural convection stops. The two decay time scales are clearly observed in our computational results. We are also able to determine approximate marginal stability parameters via computation, when in the conditional stability regime, although computation is not ideal for this purpose. When just above the marginal stability limits, perturbations grow into a self-sustained cellular motion that appears to resemble closely the Newtonian secondary motion, i.e. Rayleigh–Bénard cells. When stable, however, the decaying flow pattern is distinctly different to that of a Newtonian perturbation. As $t\rightarrow\infty$ , a stable Newtonian perturbation decays exponentially and asymptotically resembles the least stable eigenfunction of the linearized problem. By contrast, as $t$ approaches its stopping value, the Bingham fluid is characterized by growth of a slowly rotating (almost) unyielded core within each convection cell, with fully yielded fluid contained in a progressively narrow layer surrounding the core. Finally, preliminary analyses and remarks are made concerning extension of our results to inclined channels, stability of three-dimensional flows and the inclusion of residual stresses in the analysis.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,004
Tête enseignante GPT0,175
Écart entre enseignants0,171 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations91
Publié2006
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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