تحلیل پایداری سیال غیرنیوتنی رقیق‌شونده درهندسه تیلور کوئت با فرض شکاف باریک و حرکت خطی استوانه داخلی

دراین پژوهش، با ثابت درنظر‌گرفتن استوانه خارجی و حرکت توامان چرخشی و محوری استوانه داخلی در جریان تیلور-‌ کوئت به تحلیل حرکت سیال غیر‌نیوتنی سودوپلاستیک با مدل ویسکوزیته کرو‌- برد جهت تخمین پارامتر‌های جریان مانند سرعت وتوزیع فشار و پیش‌بینی رفتار دینامیکی سیال و پایداری جریان بین دو استوانه پرداخته شده است. ازحل معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی وممنتوم در سیستم استوانه‌ای برای بدست‌آوردن میدان سرعت و فشار استفاده شده است. جریان کل بصورت مجموع جریان پایه و انحرافی تعریف شده است. جریان پایه با حل معادلات حاکم با فرض شکاف باریک و اعمال شرایط‌ مرزی مساله حاصل شده و جریان انحرافی با استفاده ازروش تصویر‌سازی گالرکین بدست می‌آید. با حل دستگاه معادلات دیفرانسیل غیر‌خطی در شرایط ناپایدار و تعیین وضعیت ریشه‌های معادله مشخصه‌ی سیستم، رفتار دینامیکی پایداری جریان در شرایط متفاوتی از مقادیر پارامتر کنترلی عدد تیلور، شاخص غیر‌نیوتنی سیال و رینولدز محوری پیش‌بینی شده و برای درک بهتر تاثیرات عوامل فوق بر بوجودآمدن پدیده آشوب در سیستم از روش نمای لیاپانف نیز جهت تحلیل بهتر بهره ‌گرفته شده است. افزایش عدد رینولدز محوری به افزایش بی‌نظمی در سیال منجر شده و همچنین افزایش شاخص غیر‌نیوتنی سیال نیز به ناپایداری و بی‌نظمی جریان بین دو استوانه منجر می‌شود.

stability analysis of shear-thinning flow in narrow gap taylor–couette axial flow

in this study, by considering the fixed outer cylinder and the rotational and axial velocity of the inner cylinder in the taylor-couette flow, the analysis of shear-thinning non-newtonian fluid carreu-bird model motion is used to estimate flow parameters such as velocity and pressure distribution and predict dynamic fluid behavior and stability. the solution of the governing equations including continuity and momentum equations in the cylindrical system is used to obtain the velocity and pressure field. the base flow velocity field is obtained by solving the governing equations by assuming a narrow gap and applying the boundary conditions of the problem and the deviational flow velocity field after simplifying the nonlinear partial differential equation system using the galerkin projection method with four unknowns. by solving the system of nonlinear differential equations in unstable conditions as well as determining the status of the root of the system’s characteristic equation, the dynamic behavior of the flow and its stability under different conditions of the taylor number control parameter, non-newtonian fluid index, and reynolds axial are predicted.