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  5. Analytical Investigation of Viscoelastic Stagnation-Point Flows with Regard to Their Singularity
 
  • Details
2022
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Analytical Investigation of Viscoelastic Stagnation-Point Flows with Regard to Their Singularity

File(s)
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Hauptpublikation
applsci-11-06931-v2.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 896.46 KB
TUDa URI
tuda/8625
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-212315
DOI
10.26083/tuprints-00021231
Autor:innen
Liu, Jie
Oberlack, Martin ORCID 0000-0002-5849-3755
Wang, Yongqi ORCID 0000-0003-1292-0384
Kurzbeschreibung (Abstract)

Singularities in the stress field of the stagnation-point flow of a viscoelastic fluid have been studied for various viscoelastic constitutive models. Analyzing the analytical solutions of these models is the most effective way to study this problem. In this paper, exact analytical solutions of two-dimensional steady wall-free stagnation-point flows for the generic Oldroyd 8-constant model are obtained for the stress field using different material parameter relations. For all solutions, compatibility with the conservation of momentum is considered in our analysis. The resulting solutions usually contain arbitrary functions, whose choice has a crucial effect on the stress distribution. The corresponding singularities are discussed in detail according to the choices of the arbitrary functions. The results can be used to analyze the stress distribution and singularity behavior of a wide spectrum of viscoelastic models derived from the Oldroyd 8-constant model. Many previous results obtained for simple viscoelastic models are reproduced as special cases. Some previous conclusions are amended and new conclusions are drawn. In particular, we find that all models have singularities near the stagnation point and most of them can be avoided by appropriately choosing the model parameters and free functions. In addition, the analytical solution for the stress tensor of a near-wall stagnation-point flow for the Oldroyd-B model is also obtained. Its compatibility with the momentum conservation is discussed and the parameters are identified, which allow for a non-singular solution.

Freie Schlagworte

viscoelastic models

stagnation-point flow...

stress singularities

Weissenberg numbers

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Strömungsdynamik (fdy)
Forschungsprojekte und Grants
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich B: Modellierung und Simulation > B06: Verfahren höherer Ordnung für die direkte numerische Simulation von Be- und Entnetzungsproblemen auf Basis der Discontinuous Galerkin Methode
Forschungs- und xchange Profil
Profilbereiche > Thermo-Fluids & Interfaces
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Applied Sciences
Jahrgang der Zeitschrift
11
Heftnummer der Zeitschrift
15
ISSN
2076-3417
Verlag
MDPI
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2022
Verlags-DOI
10.3390/app11156931
PPN
494588810
Zusätzliche Infomationen
This article belongs to the Special Issue Viscoelasticity: Mathematical Modeling, Numerical Simulations, and Experimental Work
Zusätzliche Links (Verlag)
https://www.mdpi.com/

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