Yield-stress fluid mixing: localisation mechanisms and regime transitions
Notice bibliographique
Résumé
We explore the mechanisms and regimes of mixing in yield-stress fluids by simulating the stirring of an infinite, two-dimensional domain filled with a Bingham fluid. A cylindrical stirrer moves along a circular path at constant speed, with the path radius fixed at twice the stirrer diameter; the domain is initially quiescent and marked by a passive dye in the lower half. We first examine the mixing process in Newtonian fluids, identifying three key mechanisms: interface stretching and folding around the stirrer’s path, diffusion across streamlines and dye advection and interface stretching due to vortex shedding. Introducing yield stress leads to notable mixing localisation, manifesting through three mechanisms: advection of vortices within a finite distance of the stirrer, vortex entrapment near the stirrer and complete suppression of vortex shedding at high yield stresses. Based on these mechanisms, we classify three distinct mixing regimes: (i) regime SE, where shed vortices escape the central region, (ii) regime ST, where shed vortices remain trapped near the stirrer and (iii) regime NS, where no vortex shedding occurs. These regimes are quantitatively distinguished through spectral analysis of energy oscillations, revealing transitions and the critical Bingham and Reynolds numbers. The transitions are captured through effective Reynolds numbers, supporting the hypothesis that mixing regime transitions in yield-stress fluids share fundamental characteristics with bluff-body flow dynamics. The findings provide a mechanistic framework for understanding and predicting mixing behaviours in yield-stress fluids, suggesting that the localisation mechanisms and mixing regimes observed here are archetypal for stirred-tank applications.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».