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J-GLOBAL ID：202202217834642424   整理番号：22A0570848

蓋駆動キャビティ内の粘弾性流体の混合対流に及ぼす弾性不安定性と弾性乱れの影響【JST・京大機械翻訳】

Influence of elastic instability and elastic turbulence on mixed convection of viscoelastic fluids in a lid-driven cavity

著者 (3件)： Gupta S. (Soft Matter Engineering and Microfluidics Lab, Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Ropar, Rupnagar, 140001 India) ,  Chauhan A. (Soft Matter Engineering and Microfluidics Lab, Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Ropar, Rupnagar, 140001 India) ,  Sasmal C. (Soft Matter Engineering and Microfluidics Lab, Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Ropar, Rupnagar, 140001 India)
資料名： International Journal of Heat and Mass Transfer  (International Journal of Heat and Mass Transfer)
巻： 186  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： C0390A  ISSN： 0017-9310  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水のようなNewton溶媒への少量の固体高分子の添加は,Weissenberg数(粘性力に対する弾性力の比)が徐々に増加するので,弾性不安定性を引き起こす。これらの不安定性は,さらに高いWeissenberg数で弾性乱流(ET)領域へ移行する。本研究では,これらの弾性不安定性と弾性乱流が,輸送現象の領域における広く研究されている問題の1つである,蓋駆動キャビティにおける混合対流熱伝達現象にいかに影響するかを調べた。そのため,オープンソースCFDコードOpenFOAMを用いて,広範な二次元時間分解数値シミュレーションを行った。Oldroyd-B粘弾性構成モデルを用いて,一定せん断粘度粘弾性流体またはいわゆるBoger流体のレオロジー挙動を実現した。弾性不安定性と弾性乱流現象に及ぼす粘弾性流体のずり減粘挙動の影響を調べるために,FENE-P(Peterlin近似による有限拡張非線形弾性ばね)粘弾性流体モデルを用いて,さらに限られたシミュレーションを行った。キャビティ内の流れ動力学と熱伝達機構が,Reynolds,Prandtl,およびRichardson数と共にWeissenberg数によってどのように影響を受けるかについて,詳細な議論を示した。キャビティ内部の熱伝達率は,従来の流体における弾性不安定性と弾性乱流の存在により,単純なNewton流体の代わりに一定のせん断粘度Oldroyd-B流体を使用するならば,適切な条件下で100%以上増加することを示す。さらに,FENE-P粘弾性流体のずり減粘挙動は,これらの不安定性と乱流を抑制し,従ってキャビティ内部の熱伝達率を減少させる傾向があることを見出した。従って,一定せん断粘度Oldroyd-B流体を,種々のシステムにおける熱および物質移動プロセスの速度を増加させるための効率的な方法として利用することができた。本アプローチは,電気または磁場の適用またはナノ流体の使用のような既存のアプローチに対する代替可能性として役立ち得る。しかし,このアプローチを選択するとき,溶液中の適切な濃度と同様に,ポリマータイプの選択と,その分解挙動に注意する必要がある。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 重合体 ,  *粘弾性 ,  熱伝達 ,  *粘弾性流体 ,  乱流 ,  対流熱伝達 ,  熱伝達率 ,  *弾性 ,  近似法 ,  Newton流体 ,  ずり粘度 ,  二次元
準シソーラス用語： 数値シミュレーション ,  ずり減粘 ,  ナノ流体 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 粘弾性 ,  弾性不安定性 ,  弾性乱流 ,  混合対流

分類 (1件)： 対流・放射熱伝達  (PA02030K)

タイトルに関連する用語 (5件)： 蓋駆動キャビティ ,  粘弾性流体 ,  混合対流 ,  弾性 ,  乱れ