Comptes Rendus
Stabilité de l'écoulement à deux couches de films non-newtoniens sur un plan incliné
[Stability of a non-Newtonian two-layer film flow down an inclined plane]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 3, pp. 313-319.

This study is a linear stability analysis of a two-layer non-Newtonian film flow driven by gravity down an inclined plane. The rheology of the studied fluids is described by Carreau law, according to which an increase in the shear rate in the flow locally generates a reduction of the fluid viscosity. The effects of density stratification are studied in the favourable to interface instabilities case of a less viscous layer adjacent to the wall. We highlight the existence of a threshold of density ratio from which is observed a switch from a long wavelength instability to a moderate wavelength instability. We also investigate the influence of the shear-thinning properties of the fluids on the position of this threshold.

Il s'agit d'une analyse de stabilité linéaire de l'écoulement de films non-newtoniens stratifiés à deux couches sur un plan incliné. La rhéologie des fluides étudiés est décrite par la loi de Carreau, selon laquelle une augmentation du taux de cisaillement dans l'écoulement génère une diminution locale de la viscosité du fluide. Les effets de la stratification en densité ont été étudiés principalement dans le cas où la couche inférieure est la moins visqueuse, situation propice à l'apparition d'instabilités d'interface. Nous avons pu mettre en évidence l'existence d'un rapport de densité seuil à partir duquel on observe un changement de type d'instabilité avec un basculement d'une instabilité de grande longueur d'onde à une instabilité de longueur d'onde modérée. L'influence des propriétés rhéofluidifiantes des fluides sur la position de ce seuil a été également étudiée.

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DOI: 10.1016/j.crme.2007.10.021
Mot clés : Mécanique des fluides, Loi de Carreau, Films multicouches, Stabilité, Interface
Keywords: Fluid mechanics, Carreau law, Multilayer films, Stability, Interface

Séverine Millet 1; François Rousset 1; Valéry Botton 1; Hamda Ben Hadid 1

1 Université de Lyon, INSA-Lyon / Université Lyon 1 / École centrale de Lyon, LMFA, UMR CNRS 5509, 20, avenue Albert-Einstein, 69621 Villeurbanne, France
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Séverine Millet; François Rousset; Valéry Botton; Hamda Ben Hadid. Stabilité de l'écoulement à deux couches de films non-newtoniens sur un plan incliné. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 3, pp. 313-319. doi : 10.1016/j.crme.2007.10.021. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2007.10.021/

[1] P.J. Carreau; D.D. Kee; M. Daroux An analysis of the viscous behavior of polymeric solutions, Can. J. Chem. Eng., Volume 57 (1979), pp. 135-141

[2] D.S. Loewenherz; C.J. Lawrence The effect of viscosity stratification on the stability of a free surface flow at low Reynolds number, Phys. Fluids A, Volume 1 (1989) no. 10, pp. 1686-1693

[3] K. Chen Wave formation in the gravity-driven low-Reynolds number flow of two liquid films down an inclined plane, Phys. Fluids A, Volume 5 (1993) no. 12, pp. 3038-3048

[4] J. Hu; S. Millet; V. Botton; H. BenHadid; D. Henry Inertialess temporal and spatio-temporal stability analysis of the two-layer film flow with density stratification, Phys. Fluids, Volume 18 (2006) no. 10, p. 104101

[5] S.J. Weinstein Wave-propagation in the flow of shear-thinning fluids down an incline, AIChE J., Volume 36 (1990) no. 12, pp. 1873-1889

[6] N.J. Balmforth; R.V. Craster; C. Toniolo Interfacial instability in non-Newtonian fluid layers, Phys. Fluids, Volume 15 (2003) no. 11, pp. 3370-3384

[7] F. Rousset; S. Millet; V. Botton; H. BenHadid Temporal stability of carreau fluid flow down an incline, J. Fluid Eng., Volume 129 (2007) no. 7, pp. 913-920

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