Control of viscoplastic fluid dynamics in superhydrophobic channels with asymmetric groove configurations
Notice bibliographique
Résumé
We study the plane Poiseuille flow of viscoplastic fluids in channels with asymmetric superhydrophobic (SH) walls featuring transverse groove configurations in the thin channel limit. We use OpenFOAM simulations and the Papanastasiou regularization method to approximate the Bingham model. Focusing on variations in the upper SH wall’s characteristics, we explore the effects of slip number ( b 2 ), groove periodicity length ( ℓ 2 ), slip area fraction ( φ 2 ), and Bingham number ( B ) on flow dynamics, flow metrics and unyielded center plug morphology. We find that increasing b 2 , φ 2 , and ℓ 2 enhances slip velocity on the upper SH wall and reduces the normalized plug area ( A / A 0 ) up to φ 2 = 0 . 5 , while higher B amplifies flow asymmetry, shifting and breaking center plugs. By introducing the concept of slippery equivalent systems , we demonstrate that varying groove configurations can yield identical effective slip lengths ( χ T ) with distinct plug morphologies, enabling precise control of viscoplastic fluid dynamics. We derive a simplified model to predict χ T and A / A 0 , identifying a critical threshold at A / A 0 ≈ 0 . 68 for regime transitions between unbroken (Regime I) and broken (Regime II) center plugs, leading to a six-dimensional manifold equation for classifying these regimes across parameter space. • Investigation of viscoplastic fluids in plane Poiseuille flow through channels with asymmetric superhydrophobic (SH) walls. • Slippery equivalence system for Poiseuille viscoplastic flow with SH walls. • Viscoplastic flow is manipulated by the asymmetry of SH walls’ hydrophobicity characteristics. • Asymmetry of the SH wall’s characteristics affects the formation of the SH wall plug. • A simplified model for predicting the total effective slip length based on the characteristics of both SH walls.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».