亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

The impact of inertial effects on solute dispersion in a channel with periodically varying aperture

雷诺数 物理 层流 机械 扩散 Péclet编号 明渠流量 光圈(计算机存储器) 色散(光学) 流量(数学) 管道流量 几何学 湍流 光学 热力学 数学 声学
作者
J. Bouquain,Yves Méheust,Diogo Bolster,Philippe Davy
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:24 (8) 被引量:57
标识
DOI:10.1063/1.4747458
摘要

We investigate solute transport in channels with a periodically varying aperture, when the flow is still laminar but sufficiently fast for inertial effects to be non-negligible. The flow field is computed for a two-dimensional setup using a finite element analysis, while transport is modeled using a random walk particle tracking method. Recirculation zones are observed when the aspect ratio of the unit cell and the relative aperture fluctuations are sufficiently large; under non-Stokes flow conditions, the flow in non-reversible, which is clearly noticeable by the horizontal asymmetry in the recirculation zones. After characterizing the size and position of the recirculation zones as a function of the geometry and Reynolds number, we investigate the corresponding behavior of the longitudinal effective diffusion coefficient. We characterize its dependence on the molecular diffusion coefficient Dm, the Péclet number, the Reynolds number, and the geometry. The proposed relation is a generalization of the well-known Taylor-Aris relationship relating the longitudinal dispersion coefficient to Dm and the Péclet number for a channel of constant aperture at sufficiently low Reynolds number. Inertial effects impact the exponent of the Péclet number in this relationship; the exponent is controlled by the relative amplitude of aperture fluctuations. For the range of parameters investigated, the measured dispersion coefficient always exceeds that corresponding to the parallel plate geometry under Stokes conditions; in other words, boundary fluctuations always result in increased dispersion. The transient approach to the asymptotic regime is also studied and characterized quantitatively. We show that the measured characteristic time to attain asymptotic conditions is controlled by two competing effects: (i) the trapping of particles in the near-immobile zone and, (ii) the enhanced mixing in the central zone where most of the flow takes place (mainstream), due to its thinning.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
英姑应助1650989430采纳,获得10
2秒前
外向太阳完成签到,获得积分10
7秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
1650989430完成签到,获得积分20
21秒前
1650989430发布了新的文献求助10
27秒前
123123完成签到 ,获得积分10
33秒前
小小油应助忧郁的平安采纳,获得40
40秒前
隐形曼青应助Zenia采纳,获得10
40秒前
端庄的飞阳完成签到 ,获得积分10
41秒前
123完成签到 ,获得积分10
41秒前
Admiral完成签到 ,获得积分10
41秒前
久久丫完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
45秒前
CodeCraft应助七寻采纳,获得10
50秒前
深情安青应助寒冷的匪采纳,获得10
53秒前
55秒前
dzll完成签到,获得积分10
55秒前
充电宝应助liu采纳,获得10
57秒前
59秒前
雨田发布了新的文献求助10
1分钟前
王佳慧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
共享精神应助奈何采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
身法马可波罗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ss发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
liu发布了新的文献求助10
1分钟前
然463完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助xuanjiawu采纳,获得10
1分钟前
潇湘雪月完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
积极从蕾应助123采纳,获得10
1分钟前
Garnieta完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
理系総合のための生命科学 第5版〜分子・細胞・個体から知る“生命"のしくみ 800
普遍生物学: 物理に宿る生命、生命の紡ぐ物理 800
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5606551
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690934
关于积分的说明 14866623
捐赠科研通 4706603
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542754
邀请新用户注册赠送积分活动 1508160
关于科研通互助平台的介绍 1472276