scholarly journals Convective layered flows of a vertically whirling viscous incompressible fluid. Velocity field investigation

2019 ◽  
Vol 23 (2) ◽  
pp. 341-360 ◽  
Author(s):  
Natal'ya Vladimirovna Burmasheva ◽  
Eugenii Yurevich Prosviryakov
Keyword(s):  
Velocity Field ◽  
Incompressible Fluid ◽  
Viscous Incompressible Fluid ◽  
Fluid Velocity ◽  
Field Investigation ◽  
Layered Flows ◽  
Fluid Velocity Field

Обсуждается разрешимость переопределенной системы уравнений тепловой конвекции в приближении Буссинеска. Система уравнений Обербека-Буссинеска, дополненная уравнением несжимаемости, является переопределенной. Количество уравнений превосходит количество неизвестных функций, поскольку изучаются неоднородные слоистые потоки вязкой несжимаемой жидкости (одна из компонент вектора скорости тождественно равна нулю). Проведено исследование разрешимости нелинейной системы уравнений Обербека-Буссинеска. Исследование разрешимости переопределенной системы нелинейных уравнений в частных производных Обербека-Буссинеска осуществлялось при помощи построения нескольких частных точных решений. Приведен новый класс точных решений для описания трехмерных нелинейных слоистых течений вертикальной завихренной вязкой несжимаемой жидкости. Вертикальная компонента завихренности в невращающейся жидкости генерируется неоднородным полем скоростей на нижней границе бесконечного горизонтального слоя жидкости. Конвекция в вязкой несжимаемой жидкости индуцируется линейными источниками тепла. Основное внимание уделено исследованию свойств поля скоростей течения. Исследована зависимость структуры этого поля от величины вертикальной закрутки. Показано, что одна из компонент вектора скорости при ненулевой вертикальной закрутке допускает расслоение на пять зон по толщине рассматриваемого слоя (четыре застойные точки). Анализ поля скоростей показал, что кинетическая энергия жидкости может дважды принимать нулевой значение по толщине слоя.

scholarly journals Convective layered flows of a vertically whirling viscous incompressible fluid. Temperature field investigation

2020 ◽  
Vol 24 (3) ◽  
pp. 528-541
Author(s):  
Natal'ya Vladimirovna Burmasheva ◽  
Eugenii Yurevich Prosviryakov
Keyword(s):  
Temperature Field ◽  
Incompressible Fluid ◽  
Viscous Incompressible Fluid ◽  
Field Investigation ◽  
Fluid Temperature ◽  
Layered Flows

Приведен класс точных решений уравнений Обербека-Буссинеска, подходящих для описания трехмерных нелинейных слоистых течений вертикально завихренной вязкой несжимаемой жидкости. Неоднородное распределение поля скорости (имеет место зависимость компонент поля от горизонтальных координат) генерирует вертикальную закрутку в жидкости без внешнего вращения (без учета Кориолисова ускорения). Задание на границах области течения линейно распределенных теплового поля и поля касательных напряжений является одной из причин, индуцирующих конвекцию в вязкой несжимаемой жидкости. Основное внимание уделено исследованию свойств температурного поля. Изучено влияние вертикальной закрутки на распределение изолиний этого поля. Показано, что однородная составляющая температурного поля может стратифицироваться на несколько зон относительно отсчетного значения, причем число таких зон не превосходит девяти. Учет неоднородных составляющих поля температуры может приводить только к уменьшению этого числа. Также показано, что представленный в статье класс позволяет обобщить ранее полученные результаты по моделированию конвективных течений вязких несжимаемых жидкостей.

On the behavior of an incompressible fluid velocity field at infinity

1996 ◽  
Vol 31 (4) ◽  
pp. 511-514 ◽  
Author(s):  
S. Yu. Dobrokhotov ◽  
A. I. Shafarevich
Keyword(s):  
Velocity Field ◽  
Incompressible Fluid ◽  
Fluid Velocity ◽  
Fluid Velocity Field

Numerical study of the flow of a mixture of reacting gases in an inhomogeneous catalyst layer

2003 ◽  
Vol 3 ◽  
pp. 246-254
Author(s):  
C.I. Mikhaylenko ◽  
S.F. Urmancheev
Keyword(s):  
Velocity Field ◽  
Chemical Reactions ◽  
Porous Layer ◽  
Computational Experiment ◽  
Numerical Study ◽  
Fluid Velocity ◽  
Catalyst Layer ◽  
Granular Catalyst ◽  
Fluid Velocity Field

The behavior of a liquid flowing through a fixed bulk porous layer of a granular catalyst is considered. The effects of the nonuniformity of the fluid velocity field, which arise when the surface of the layer is curved, and the effect of the resulting inhomogeneity on the speed and nature of the course of chemical reactions are investigated by the methods of a computational experiment.

Wave Motion of a Compressible Viscous Fluid Contained in a Cylindrical Shell

1993 ◽  
Vol 115 (3) ◽  
pp. 302-312 ◽  
Author(s):  
J. H. Terhune ◽  
K. Karim-Panahi
Keyword(s):  
Velocity Field ◽  
Viscous Fluid ◽  
Imaginary Part ◽  
Fluid Velocity ◽  
Wave Number ◽  
Mode Shapes ◽  
Infinite Length ◽  
Complex Frequency ◽  
Compressible Viscous Fluid ◽  
Fluid Velocity Field

The free vibration of cylindrical shells filled with a compressible viscous fluid has been studied by numerous workers using the linearized Navier-Stokes equations, the fluid continuity equation, and Flu¨gge ’s equations of motion for thin shells. It happens that solutions can be obtained for which the interface conditions at the shell surface are satisfied. Formally, a characteristic equation for the system eigenvalues can be written down, and solutions are usually obtained numerically providing some insight into the physical mechanisms. In this paper, we modify the usual approach to this problem, use a more rigorous mathematical solution and limit the discussion to a single thin shell of infinite length and finite radius, totally filled with a viscous, compressible fluid. It is shown that separable solutions are obtained only in a particular gage, defined by the divergence of the fluid velocity vector potential, and the solutions are unique to that gage. The complex frequency dependence for the transverse component of the fluid velocity field is shown to be a result of surface interaction between the compressional and vortex motions in the fluid and that this motion is confined to the boundary layer near the surface. Numerical results are obtained for the first few wave modes of a large shell, which illustrate the general approach to the solution. The axial wave number is complex for wave propagation, the imaginary part being the spatial attenuation coefficient. The frequency is also complex, the imaginary part of which is the temporal damping coefficient. The wave phase velocity is related to the real part of the axial wave number and turns out to be independent of frequency, with numerical value lying between the sonic velocities in the fluid and the shell. The frequency dependencies of these parameters and fluid velocity field mode shapes are computed for a typical case and displayed in non-dimensional graphs.

scholarly journals Viscosity Landscape of Phase-Separated Lipid Membrane Estimated from Fluid Velocity Field

2020 ◽  
Vol 118 (7) ◽  
pp. 1576-1587 ◽  
Author(s):  
Yuka Sakuma ◽  
Toshihiro Kawakatsu ◽  
Takashi Taniguchi ◽  
Masayuki Imai
Keyword(s):  
Velocity Field ◽  
Lipid Membrane ◽  
Fluid Velocity ◽  
Fluid Velocity Field
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document