Interfacial arrest in buoyant viscoplastic injections
Notice bibliographique
Résumé
We study buoyant miscible injections of dense viscoplastic fluids into lighter Newtonian fluids in inclined closed-end pipes, at the high-Péclet-number regime. We integrate experiments involving camera imaging and ultrasound Doppler velocimetry, and computational fluid dynamics simulations, to provide a detailed analysis of interfacial dynamics, flow phases/regimes, velocity field, yielded and unyielded zones, and interfacial arrest mechanisms. The flow dynamics is governed by Reynolds ( $Re$ ), Froude ( $Fr$ ) and Bingham ( $B$ ) numbers, the viscosity ratio ( $M$ ), inclination angle ( $\beta$ ), or their combinations, such as $\chi \equiv 2Re/Fr^2$ . As the interface evolves, our results reveal a transition from an inertial-dominated phase, characterised by linear front advancement at the injection velocity, to a viscoplastic-dominated phase, marked by deceleration and eventual interfacial arrest governed by the yield stress. The critical transition length between these phases $(\mathcal{L} \approx 1.26 Fr^{0.14})$ is determined by a balance between inertial and buoyant stresses. Experimental findings confirm buoyancy-driven slumping in our flows, consistent with the theoretical yield number criterion ( $Y \equiv B/\chi$ ), with maximum interfacial arrest lengths scaling as $L_s \sim 1/Y$ . These results also classify arrested and unhalted interfacial flow regimes on a plane involving ${\chi \cos (\beta )}/{B}$ and $Y$ . Furthermore, we demonstrate that the interfacial arrest mechanism arises from interactions between buoyancy, rheology and geometry, as diminishing shear stresses promote unyielded zone expansion near the interface, progressively encompassing the viscoplastic layer and halting flow when stresses fall below the yield stress.
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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 | 0,000 |
| 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 ».