ассистент кафедры автоматизированных систем сбора и обработки информации Казанского национального технологического университета
д-р техн. наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры теоретической механики и сопротивления материалов Казанского национального технологического университета
д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории "Моделирование технологических процессов" Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН
In this article the viscoelastic divergent fluid flow in the planar branched channel witha quadratic cavity is considered. Non-Newtonian fluid flow performed by the FENE-P (Finitely Extensible Non-linear Elastic-Peterlin) model that predicts the viscosity anomaly, limited finite longitudinal viscosity and elastic properties. The governing parameters of such fluid flows are the Weissenberg number ($\mathrm{We}$), Reynolds number ($\mathrm{Re}$), the ability of macromolecules to change its orientation in the flow and the disentanglement of polymer macromolecules $L^{2}$. The fluid flow symmetry loss effect at laminar regime is discussed. It is shown that under a certain set of values of $\mathrm{We}$ and $L^{2}$ numbers the fluid flow losses the stability and acquires an asymmetric shape.The aim of this work is to study the flow’s pattern at low inertial effects and model’s parameters. The solution was obtained on a non-uniform mesh using the finite volume method (FVM) in the OpenFoam software package. Special attention is paid to the influence of the properties of the fluid flow to the flow symmetry loss effect at small inertial effects. This effect is associated with the interaction of macromolecules of the dissolved polymer and the solvent flow (the main stream). Change the direction of flow leads to changes in conformation of macromolecules associated with their elongation and changes in orientation in the flow. This non-equilibrium configuration, in turn, leads to changes in normal stress. That, in turn, affect the flow pattern.
В данной статье рассматривается расходящееся течение упруговязкой жидкости в плоском разветвляющемся канале с квадратной каверной. Неньютоновские жидкости, описываемые моделью FENE-P, обладают аномалией вязкости, зависимостью продольной вязкости от продольной скорости и упругими свойствами. Определяющими параметрами течений таких жидкостей являются числа Вайссенберга $\mathrm{We}$, Рейнольдса $\mathrm{Re}$, способность макромолекулы менять свою ориентацию в потоке и степень распутывания макромолекулы полимера $L^{2}$. Обсуждается возможность потери устойчивости симметричной формы потока при медленном, ползучем режиме ($\mathrm{Re}\ll 1$) течения. Показано, что при определенном наборе значений чисел $\mathrm{We}$ и $L^{2}$ симметричная форма течения теряет свою устойчивость и приобретает несимметричную форму.