Slow viscoelastic flow past submerged objects

https://doi.org/10.1016/0300-9467(71)80001-1Get rights and content

Abstract

An Oseen-type linearisation is employed to obtain equations for slow viscoelastic flow past submerged objects. The velocity of propagation of shear waves emerges as a primary ordering parameter. Solutions for the cylinder and sphere predict a substantial difference from Newtonian flow behavior in even moderately elastic fluids, including an experimentally verified upstream displacement of streamlines. Despite altered flow field the drag coefficient is only slightly influenced by fluid elasticity for streaming velocities below the shear wave velocity.

Résumé

On utilise une linéarisation du type Oseen pour obtenir des équations décrivant l'jécoulement viscoélastique autour d'objets immergés. Il apparait que la vitesse de propagation des ondes de cisaillement est un paramétre principal d'arrangement. Les solutions correspondent au cylindre et à la sphère permettent de prévoir une différence considérable avec le comportement d'un écoulement newtonien, même dans des fluides modérément élastiques; on vérifie expérimentalement le déplacement des lignes de courant en amont. Malgré la modification du champ de vitesse, le coefficient defrottement est seulement légèrement influencé par l'élasticité du fluide pour des vitesses de ruissellement inférieures à la vitesse d'onde de cisaillement.

Zusammenfassung

Eine Linearisierung nach Oseen wird angewendet, um Gleichungen für langsame viskoelastische Fluide zu ermitteln, die eingetauchte Körper umströmen. Die Geschwindigkeit der Fortpflanzung der Scherwellen erscheint als ein Primär-Parameter. Lösungen für Zylinder und Kugel lassen wesentliche Abweichungen vom NEWTONschen Verhalten auch in mäßig elastischen Flüssigkeiten voraussagen. Ebenfalls wird durch these Lösung eine experimentell bewiesene Verschiebung der Strömungslinien stromaufwärts vorausgesagt. Trotz des veränderton Strömungsfeldes wird der Koeffizient des Strömungswiderstandes durch die Elastizität des Fluids für Strömungsgeschwindigkeiten unterhalb der Scherwellengeschwindigkeit nur wenig beeinflußt.

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1

Present address: Department of Chemical Engineering, Pennsylvania State University, University Park, Penn. 16802 (USA)

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