Asymptotic transition from Cosserat rod to string models for curved viscous inertial jets

  • This work deals with the modeling and simulation of slender viscous jets exposed to gravity and rotation, as they occur in rotational spinning processes. In terms of slender-body theory we show the asymptotic reduction of a viscous Cosserat rod to a string system for vanishing slenderness parameter. We propose two string models, i.e. inertial and viscous-inertial string models, that differ in the closure conditions and hence yield a boundary value problem and an interface problem, respectively. We investigate the existence regimes of the string models in the four-parametric space of Froude, Rossby, Reynolds numbers and jet length. The convergence regimes where the respective string solution is the asymptotic limit to the rod turn out to be disjoint and to cover nearly the whole parameter space. We explore the transition hyperplane and derive analytically low and high Reynolds number limits. Numerical studies of the stationary jet behavior for different parameter ranges complete the work.

Volltext Dateien herunterladen

Metadaten exportieren

  • Export nach Bibtex
  • Export nach RIS

Weitere Dienste

Teilen auf Twitter Suche bei Google Scholar
Metadaten
Verfasserangaben:W. Arne, N. Marheineke, R. Wegener
URN (Permalink):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-16607
Schriftenreihe (Bandnummer):Berichte des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM Report) (192)
Dokumentart:Bericht
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Jahr der Fertigstellung:2010
Jahr der Veröffentlichung:2010
Veröffentlichende Institution:Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik
Datum der Publikation (Server):10.08.2010
Freies Schlagwort / Tag:asymptotic limits ; boundary value problems; inertial and viscous-inertial fiber regimes ; rotational spinning processes ; slenderbody theory
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Fraunhofer (ITWM)
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 51 Mathematik / 510 Mathematik
Lizenz (Deutsch):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vor dem 27.05.2011

$Rev: 13581 $