ОЭММПУИзвестия Российской академии наук. Механика жидкости и газа Fluid Dynamics

  • ISSN (Print) 1024-7084
  • ISSN (Online) 3034-5340

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ТЕЧЕНИЯ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ С ПОДАТЛИВЫМИ СТЕНКАМИ КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ

Код статьи
S30345340S1024708425020043-1
DOI
10.7868/S3034534025020043
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 2
Страницы
40-51
Аннотация
Построена и исследована модель устойчивости течения вязкой несжимаемой жидкости в канале с толстыми податливыми стенками в предположении малости возмущений. Полученная задача на собственные значения решается численно при помощи метода коллокаций. Проводятся расчеты для ряда вязкоупругих материалов. Получены новые результаты о влиянии толщин стенок и характерной скорости потока на устойчивость течения. Сделана оценка влияния вязкоупругих свойств материалов стенок на подавление неустойчивости Толлмина–Шлихтинга.
Ключевые слова
течение Пуазейля податливые покрытия вязкоупругость гидродинамическая неустойчивость
Дата публикации
01.02.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
22

Библиография

  1. 1. Kramer M.O. Boundary layer stabilization by distributed damping // JAS. 1957. V. 24. P. 459–460.
  2. 2. Xia Q.J., Huang W.X., Xu C.X. Direct numerical simulation of a turbulent boundary layer over an anisotropic compliant wall // Acta. Mech. Sin. 2019. V. 35. P. 384–400. https://doi.org/10.1007/s10409-018-0820-x
  3. 3. Musleh A.A., Frendi A. On the effects of a flexible structure on boundary layer stability and transition // J. Fluids Eng. 2011. V. 133. No. 7. https://doi.org/10.1115/1.4004490
  4. 4. Avila M., Barkley D., Hof B. Transition to turbulence in pipe flow // Annu. Rev. Fluid Mech. 2023. V. 55. No. 1. P. 575–602. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-120720-025957
  5. 5. Веденеев В.В. Одномодовый флаттер пластины с учетом пограничного слоя // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 3. С. 147–160.
  6. 6. Kumaran V. Stability and the transition to turbulence in the flow through conduits with compliant walls // J. Fluid Mech. 2021. V. 924. P1. https://doi.org/10.1017/jfm.2021.602
  7. 7. Carpenter P.W., Gajjar J.S.B. A general theory for two-and three-dimensional wall-mode instabilities in boundary layers over isotropic and anisotropic compliant walls // Theoret. Comput. Fluid Dyn. 1990. V. 1. No. 6. P. 349–378. https://doi.org/10.1007/bf00271796
  8. 8. Gad-el-Hak M. Compliant coatings: a decade of progress // Appl. Mech. Rev. 1996. V. 49. No. 10S. https://doi.org/10.1115/1.3101966
  9. 9. Squires T.M., Quake S.R. Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale // Rev. Mod. Phys. 2005. V. 77. No. 3. P. 977–1026. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.77.977
  10. 10. Eggert M.D., Kumar S. Observations of instability, hysteresis, and oscillation in low-Reynolds-number flow past polymer gels // J. Colloid Interface Sci. 2004. V. 278. No. 1. P. 234–242. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.05.043
  11. 11. Mehdari A., Agouzoul M. and Hasnaoui M. Analytical Modeling For Newtonian Fluid Flow through an Elastic Tube // JMEA. 2018. V. 8. No. 1. P. 25–29. https://doi.org/10.29354/diag/81237.
  12. 12. Benjamin T.B. The threefold classification of unstable disturbances in flexible surfaces bounding inviscid flows // J. Fluid Mech. 1963. V. 16. No. 3. P. 436–450. https://doi.org/10.1017/S0022112063000884
  13. 13. Landahl M.T. On the stability of a laminar incompressible boundary layer over a flexible surface // J. Fluid Mech. 1962. V. 13. No. 4. P. 609–632.
  14. 14. Patne R., Shankar V. Stability of flow through deformable channels and tubes: implications of consistent formulation // J. Fluid Mech. 2019. V. 860. P. 837–885. https://doi.org/10.1017/jfm.2018.908
  15. 15. Heil M., Hazel A.L. Fluid-structure interaction in internal physiological flows // Annu. Rev. Fluid Mech. 2011. V. 43. No. 1. P. 141–162. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-122109-160703
  16. 16. Pedley T.J., Pihler-Puzovic D. Flow and oscillations in collapsible tubes: Physiological applications and lowdimensional models // Sadhana. 2015. V. 40. № 3. P. 891–909. https://doi.org/10.1007/s12046-015-0363-9.
  17. 17. Grotberg J.B., Jensen O.E. Biofluid mechanics in flexible tubes // Annu. Rev. Fluid Mech. 2004. V. 36. No. 1. P. 121–147. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.36.050802.121918
  18. 18. Бойко А.В. О моделировании устойчивости течений жидкости в податливых трубах применительно к задачам гемодинамики // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Сер. Физика. 2015. Т. 10. № 4. С. 29–42.
  19. 19. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Устенко И.Г. О стабилизации малых возмущений течения Пуазейля в канале с упругими стенками // Изв. АН СССР. МЖГ. 1988. № 3. С. 67–72.
  20. 20. Бойко А.В., Кулик В.М. Устойчивость пограничного слоя плоской пластины над монолитными вязкоупругими покрытиями // Докл. РАН. 2012. Т. 445. № 3. С. 283–285.
  21. 21. Даржаин А.Э., Бойко А.В., Кулик В.М., Чупахин А.П. Анализ устойчивости пограничного слоя плоской пластины над двухслойным податливым покрытием конечной толщины // ПМТФ. 2019. Т. 60, № 4. С. 35–46.
  22. 22. Stewart P.S., Waters S.L., Jensen O.E. Local and global instabilities of flow in a flexible-walled channel // Eur. J. Mech. B-Fluids. 2009. V. 28. № 4. P. 541–557. https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2009.03.002
  23. 23. Stewart P.S., Waters S.L., Jensen O.E. Local instabilities of flow in a flexible channel: Asymmetric flutter driven by a weak critical layer // Phys. Fluids. 2010. V. 22. № 3. https://doi.org/10.1063/1.3337824
  24. 24. Boiko A.V., Demyanko K.V. On numerical stability analysis of fluid flows in compliant pipes of elliptic cross-section // J. Fluids. Struct. 2022. V. 108. P. 103414. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2021.103414
  25. 25. Lebbal S., Alizard F., Pier B. Revisiting the linear instabilities of plane channel flow between compliant walls // Phys. Rev. Fluids. 2022. V. 7. No. 2. P. 023903. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.7.023903
  26. 26. Бойко А.В., Грек Г.Р., Довгаль А.В., Козлов В.В. Физические механизмы перехода к турбулентности в открытых течениях. М.: Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, Институт компьютерных исследований, 2006. 304с.
  27. 27. Weideman J.A.C., Reddy S.C. A MATLAB Differentiation Matrix Suite // ACM Trans. Math. Softw. 2000. V. 26. No. 4. P. 465–519. https://doi.org/10.1145/365723.365727
  28. 28. Yeo K.S. The stability of boundary-layer flow over single- and multi-layer viscoelastic walls // J. Fluid Mech. 1988. V. 196. P. 359–408. https://doi.org/10.1017/S0022112088002745
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека