Comptes Rendus
no. 4
Hydrodynamic formation of stable anisotropic structures in Couette flow of dilute suspension
[Formation hydrodynamique pour structures anisotropiques stables dans un flux de Couette d'une suspension diluée]

Présenté par : Évariste Sanchez-Palencia

Evgeny Yu. Taran1  ; Yury V. Pridatchenko1  ; Vera A. Gryaznova1
1 Faculty of Mechanics and Mathematics, National Taras Shevchenko University of Kyiv, 01033 Kyiv, Ukraine
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 4, pp. 279-284.

On résoud le problème sur les mouvement rotatoire de particules rigides axiallement symétriques allongées dans le flux de Couette de la suspension diluée à liquide porteur anisotropique. Il est montré que dans le cas de la création d'une anisotropie stationnaire dans le liquide porteur de la suspension des solutions stables stationnaires du système dynamique des équations différentielles ordinaires qui décrivent un movement rotatiore d'une particule sont possibles. Cela nous a permis de révéler une orientation stationnaire des particules pondérées et la formation dans la suspension considérée des structures anisotropiques mésomorphes sous une action des forces hydrodynamiques. L'examen des propriétés rhéologiques d'une telle suspension structurisée a montré qu'elle se comporte un milieu liquide anisotropique visqueux et élastique quasi-newtonien.

The problem of rotary motion of rigid axially symmetric elongated particles in the Couette flow of dilute suspension with anisotropic carrier fluid is solved. It is shown that the stable stationary solutions of the dynamical set of ordinary differential equations describing the particles rotary motion are possible in the case of forming the stationary anisotropy in the carrier fluid of the suspension. It allows us to detect the stationary orientation of suspended particles and formation of stable anisotropic liquid-crystalline structures in the considered suspension under the action of hydrodynamic forces. The study of rheological properties of such a structured suspension shows that it behaves as a viscoelastic quasi-Newtonian anisotropic liquid medium.

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DOI : 10.1016/j.crme.2004.01.008
Keywords: Rheology, Dilute suspension, Anisotropic carrier fluid, Couette flow
Mot clés : Rhéologie, Suspension diluée, Liquide porteur anisotropique, Flux de Couette
Evgeny Yu. Taran 1 ; Yury V. Pridatchenko 1 ; Vera A. Gryaznova 1

1 Faculty of Mechanics and Mathematics, National Taras Shevchenko University of Kyiv, 01033 Kyiv, Ukraine 
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Evgeny Yu. Taran; Yury V. Pridatchenko; Vera A. Gryaznova. Hydrodynamic formation of stable anisotropic structures in Couette flow of dilute suspension. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 4, pp. 279-284. doi : 10.1016/j.crme.2004.01.008. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2004.01.008/

[1] J.L. Ericksen Transversely isotropic fluids, Kolloid Z., Volume 173 (1960), pp. 117-122

[2] Yu.V. Pridatchenko; E.Yu. Taran Hydrodynamic and rheological models of dilute suspension of rigid ellipsoidal particles in non-Newtonian fluids, Dokl. Akad. Nauk Ukr. SSR Ser. A (1988) no. 3, pp. 59-61 (in Russian)

[3] Yu.V. Pridatchenko; E.Yu. Taran; V.A. Gryaznova Constitutive equations of a dilute suspension with anisotropic dispersive medium, Dopovidi Natl. Akad. Nauk Ukrainy Ser. A (1999) no. 7, pp. 82-85

[4] A. Einstein Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen, Ann. Physik, Volume 19 (1906), pp. 289-306

[5] G.B. Jeffery The motion of ellipsoidal particles immersed in a viscous fluid, Proc. Roy. Soc. London Ser. A, Volume 102 (1922), pp. 161-179

[6] N.N. Bautin; E.A. Leontovitch Methods and Techniques of Qualitative Investigations of Dynamical Systems in a Plane, Nauka, Moscow, 1990 (in Russian)

[7] B.L. Van Horn; H.H. Winter Dynamics of shear aligning of nematic liquid crystal monodomains, Rheol. Acta, Volume 39 (2000), pp. 294-300

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