Transient rod climbing in a viscoelastic fluid
Notice bibliographique
Résumé
The Weissenberg effect, or rod-climbing phenomenon, occurs in non-Newtonian fluids where the fluid interface ascends along a rotating rod. Despite its prominence, theoretical insights into this phenomenon remain limited. In earlier work, Joseph & Fosdick (1973, Arch. Rat. Mech. Anal. vol. 49, pp. 321–380) employed domain perturbation methods for second-order fluids to determine the equilibrium interface height by expanding solutions based on the rotation speed. In this work, we investigate the time-dependent interface height through asymptotic analysis with dimensionless variables and equations using the Giesekus model. We begin by neglecting inertia to focus on the interaction between gravity, viscoelasticity and surface tension. In the small-deformation scenario, the governing equations indicate the presence of a boundary layer in time, where the interface rises rapidly over a short time scale before gradually approaching a steady state. By employing a stretched time variable, we derive the transient velocity field and corresponding interface shape on this short time scale, and recover the steady-state shape on a longer time scale. In contrast to the work of Joseph and Fosdick, which used the method of successive approximations to determine the steady shape of the interface, we explicitly derive the interface shape for both steady and transient cases. Subsequently, we reintroduce small but finite inertial effects to investigate their interaction with viscoelasticity, and propose a criterion for determining the conditions under which rod climbing occurs. Through numerical computations, we obtain the transient interface shapes, highlighting the interplay between time-dependent viscoelastic and inertial effects.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».