Penetration dynamics of non-Newtonian fluids into axially varying capillaries
Notice bibliographique
Résumé
The capillary-driven penetration of non-Newtonian fluids in capillaries with irregular walls is crucial in industrial applications, such as anode manufacturing for aluminum production, where a mixture of coal-tar pitch and fine petroleum coke particles (binder matrix) impregnates the open pores of coarse coke particles. Our study presents a semi-analytical model for capillary-driven flow of shear-thinning fluids in axially varying, wavy-walled microchannels, representative of coke open pore geometries. Incorporating weak inertia, viscous dissipation, and dynamic contact angle behavior (governed by a molecular kinetic theory), the model is systematically derived using lubrication theory and a power-law rheology, yielding a reduced-order equation for the advancing meniscus. The model is validated and calibrated via computational fluid dynamics simulations to extract the dynamic contact angle correction parameter. Our analysis quantifies three distinct penetration regimes and their transition dynamics: inertia-dominated, interfacial dissipation-dominated, and viscous dissipation-dominated. Analytical scaling laws and regime transition correlations are validated across varying power-law indices, Laplace numbers, contact angles, and geometrical features. The power-law index most strongly influences penetration, followed by static contact angle and geometric phase shift, while Laplace number affects early-time behavior. Dynamic contact angle analysis highlights the critical role of interfacial dissipation in irregular geometries. Applied to binder matrices with measured rheology, the model shows that increased fine coke content or channel irregularity significantly delays impregnation.
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Imitation des enseignantsNi 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.
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 | 0,001 | 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)
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 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 ».