Конкуренция источника и стока импульса в потоке вязкой несжимаемой жидкости

Abstract

Изучен класс неизотермических плоских течений вязкой несжимаемой жидкости при конкурентном взаимодействии двух массовых сил. Внешняя сила трения (сток импульса) и источник импульса, нелинейно зависящий от температуры, генерирует пространственно-периодическое движение. Рассмотрены две реологические модели жидкости: вязкая ньютоновская и вязкоупругая жидкость Максвелла. Обнаружены нетривиальные свойства этого течения, проявляющиеся на линиях неподвижности и линиях нулевой завихренности. Представлены результаты численных расчетов, позволившие выполнить сравнение свойств вязкоупругого и ньютоновского течений. Изучены качественные и количественные свойства скорости, температуры, давления, вязких напряжений, вихря скорости и производства энтропии. Определена роль релаксации вязких напряжений в формировании поля давления.

The class of non-isothermal plane flows of a viscous incompressible fluid under competitive interaction of two mass forces is studied. The external friction force (impulse sink) and the temperature-dependent impulse source generate spatially recurring motion. Two rheological fluid models are viewed: viscous Newtonian fluid and viscoelastic Maxwell fluid. Nontrivial properties of this flow, which manifest themselves on the lines of immobility and zero vorticity lines, are found. The results of numerical calculations, allowing us to compare the properties of viscoelastic and Newtonian flows, are presented. The qualitative and quantitative properties of velocity, temperature, pressure, viscous stresses, velocity vortex and entropy production have been studied. The role of viscous stress relaxation in the formation of a pressure field is determined.